KR101013085B1 - 스크롤 장치 - Google Patents

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키릴 이그나티에프
제임즈 에프. 포그트
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에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드
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Abstract

스크롤 압축기는 빠른 압축 스크롤 랩 프로파일을 구비하도록 설계된 스크롤 랩 프로파일을 이용한다. 이러한 프로파일은 압축 과정에 있어서 랩을 더 짧게 하고 날개의 가로세로비를 더 낮게 한다. 비선회 스크롤 부재는 주 베어링 하우징과 일체로 되어 있다. 구동 샤프트는 주 베어링 하우징, 비선회 스크롤 부재 및 선회 스크롤 부재를 관통하여 뻗어있다. 일 실시예에서, 평형추는 선회 스크롤 부재에 인접하여 배치되어 있다. 다른 실시예에서, 상부 베어링 하우징은 선회 스크롤 부재에 인접하여 배치되어 있다. 또 다른 실시예에서는, 상부 베어링 하우징이, 평형추가 상부 베어링 하우징에 인접하여 배치된 상태에서, 선회 스크롤 부재에 인접하여 배치되어 있다.
스크롤 압축기, 선회 스크롤, 비선회 스크롤, 나선형 랩, 베어링 하우징, 올덤 커플링, 평형추

Description

스크롤 장치 {SCROLL MACHINE}
본 발명은 스크롤 타입 머신에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 구성요소의 수, 스크롤 압축기의 사이즈 및 복잡성을 줄이는 구성을 포함하는 스크롤 압축기에 관한 발명이다.
냉장 및 공조 시스템은 일반적으로 압축기, 응축기, 팽창 밸브(또는 이에 상응하는 장치) 및 증발기를 포함한다. 이러한 구성요소는 차례로 결합되어 연속적인 유동 경로를 형성한다. 냉매라고 일반적으로 칭해지는 작동유는 시스템을 통과하여 흐르고, 액체 상태와 증기(기체) 상태 사이에서 변화한다.
다양한 타입의 압축기가 냉장 시스템에 사용되어 왔는데, 예를 들어 왕복 압축기(reciprocating compressors), 스크루 압축기(screw compressors) 및 로터리 압축기(rotary compressors) 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 로터리 압축기는 날개(vane) 타입 압축기, 스크롤 머신을 모두 포함할 수 있고, 로터리 형식의 다른 압축기를 포함할 수도 있다.
스크롤 머신은 냉장뿐만 아니라 공조에 모두 적용되는 압축기에 대하여 더욱더 널리 사용되고 있는데, 이와 같은 추세는 스크롤 머신이 매우 효율적으로 작동 할 수 있기 때문이라는 점이 주된 이유이다. 스크롤 압축기는 일반적으로 두 개의 스크롤 부재를 사용하여 구성되며, 각각의 스크롤 부재는 단부 플레이트를 구비하고 있고, 나선형 랩이 단부 플레이트로부터 돌출되어 있다. 나선형 랩은 두 개의 나선형 랩이 서로 맞물린 상태로 마주보는 방식으로 배치된다. 스크롤 부재는 서로에 대하여 상대적인 선회 운동을 하도록 맞물릴 수 있게 설치된다. 이러한 선회 운동 동안에, 나선형 랩은 연속적인 일련의 밀폐된 공간을 형성하게 되고, 나선형 랩이 상대적으로 낮은 흡입 압력의 반경방향 외측의 위치로부터 상대적으로 높은 배출 압력의 중심 위치를 향하여 내측으로 이동함에 따라 상기 밀폐된 공간의 각각은 그 크기가 점진적으로 감소하게 된다. 압축된 가스는, 스크롤 부재 중 하나의 단부 플레이트를 통하여 형성된 배출 통로를 통하여, 중심 위치에서 밀폐된 공간으로부터 배출된다.
전기모터 또는 다른 전력원이 제공되는데, 이는 모터 로터에 고정된 적절한 구동 샤프트를 통하여 스크롤 부재 중 하나를 구동하기 위해 작동한다. 밀폐형 압축기(hermetic compressor)에서, 밀폐 셸의 바닥은 일반적으로 압축기의 다양한 구성요소를 냉각하고 윤활하기 위하여 오일 섬프(oil sump)를 포함한다.
두 개의 스크롤 부재 사이에서의 상대적인 회전은 회전방지(anti-rotation) 메커니즘에 의해 일반적으로 제어된다. 일반적인 회전방지 메커니즘 중 하나는 올덤 커플링(Oldham coupling)으로서, 두 개의 스크롤 부재 중 하나에 키로 잠겨지거나, 베어링 하우징 등의 고정 구성요소 및 스크롤 부재 중 하나에 키로 잠겨지게 된다. 올덤 커플링이 일반적이기는 하지만, 다른 회전방지 메커니즘이 사용될 수 도 있다.
스크롤 압축기의 대중성이 점차 높아짐에 따라, 스크롤 압축기의 성능에 부정적인 영향을 주지 않으면서도 사이즈, 복잡성 및 제조 원가를 줄일 수 있는 설계를 목표로 압축기의 개발이 계속되고 있다.
본 발명은 전술한 설계 목표를 달성하는 스크롤 압축기 설계와 관련된 기술을 제공한다.
본 발명의 실시예 모두는 고속의 압축 스크롤 랩 프로파일을 갖추도록 설계된 선회 및 비선회 스크롤 부재를 포함한다. 이러한 스크롤 랩 프로파일에 따라, 랩을 짧게 하고, 날개(vane)의 가로세로비(aspect ratios)를 낮게 할 수 있으며, 스크롤 부재를 제작하기 위한 가공 양을 줄일 수 있게 된다. 비선회 스크롤 부재는 주 베어링 하우징과 일체로 형성되므로, 제조 원가 및 복잡성 모두를 줄일 수 있다. 본 발명의 다른 특징은, 구동 샤프트가 스크롤 부재의 각각의 중심부를 통과하여 뻗어있고, 평형추가 두 개의 스크롤 부재 모두의 위에 위치되어 있다는 것이다. 이에 의하여, 평형추의 위치 선택을 선회 스크롤 부재의 무게 중심에 인접한 부근에 할 수 있게 되므로, 사이즈를 줄일 수 있게 된다. 평형추를 두 개의 스크롤 부재 위에 위치되게 하면서, 스크롤 부재의 축방향 이동을 제한하도록 평형추를 설계할 수도 있고, 평형추가 로터리 배출 밸브로서 기능하도록 설계될 수도 있다.
일 설계 예에서, 올덤 커플링이 회전방지 장치로서 사용된다. 다른 설계 예에서는 올덤 커플링이 요동 링크(swing link)로 교체된다. 또 다른 설계 예에서, 구동 샤프트는 스크롤 부재 모두의 위에 위치되어 있는 베어링에 의해 지지되며, 이는 구동 샤프트의 상단부가 지지되어 있지 않은 다른 설계의 경우와는 다르다.
본 발명의 다른 적용 범위에 대해서는 이하 설명되는 발명의 상세한 설명으로부터 명백하게 도출될 것이다. 이하의 상세한 설명 및 특정한 실시예가 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 것이기는 하지만 본 발명의 범위를 제한하고자 할 의도는 아니며 단지 예시의 목적만 가지고 있다는 점은 자명하다.
본 발명에 따르면 고속의 압축 스크롤 랩 프로파일을 갖출 수 있다.
바람직한 실시예에 관한 이하의 설명은 단지 예시적인 것에 불과하며 본 발명 및 그 적용범위를 제한하고자 하는 의도는 전혀 없다.
첨부된 도면에서 전체 도면에 걸쳐 유사한 도면부호는 유사하거나 대응되는 부분을 가리킨다. 도 1에는, 본 발명의 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기가 도시되어 있으며, 전체적으로 도면부호 10으로 표시되어 있다.
스크롤 압축기(10)는 대체로 원통형 밀폐 셸(12)을 포함하고, 밀폐 셸(12)은 그 상단부에서 캡(14)에 용접되어 있고 그 하단부에서 베이스(16)에 용접되어 있다. 베이스(16)는 일체로 형성되어 있는 복수의 설치 다리(도면에 미 도시)를 구비하고 있다. 캡(14)에는 냉매 배출 피팅(fitting)(18)을 구비하고 있고, 냉매 배출 피팅(18)은 내부에 일반적인 배출 밸브(도면에 미 도시)를 구비할 수 있다. 셸(12)에 고정되어 있는 다른 주 구성요소는 입구 피팅(22), 셸(12)에 적절히 고정되어 있는 주 베어링 하우징(24), 및 모터 고정자(28)를 포함한다. 모터 고정 자(28)는 단면이 대체로 정사각형이지만, 셸(12) 내부에 모터 고정자(28)를 압력끼워맞춤(press fit)할 수 있도록 모서리부분이 둥글게 처리되어 있다. 모터 고정자(28)의 둥근 모서리 사이의 편평한 부분은 모터 고정자(28)와 셸(12) 사이에 통로를 제공함으로써, 셸(12)의 상부로부터 셸(12)의 하부까지 윤활제가 되돌아오는 흐름을 촉진하게 된다.
상단부에 편심 크랭크 핀(32)을 구비하고 있는 구동 샤프트, 즉 크랭크샤프트(30)는 주 베어링 하우징(24)에서 베어링(34)에 회전가능하게 저널(journal)되어 있다. 크랭크샤프트(30)는, 크랭크 핀(32)의 상부를 향하여 상향으로 뻗어있고 반경방향으로 기울어져 외측으로 위치하고 있는 보어(38)와 연통하는 관형 확장부(36)를 크랭크샤프트(30)의 하단부에 구비하고 있다. 셸(12) 내부의 하부는 윤활 오일로 채워지는 오일 섬프(40)를 형성하고 있다. 관형 확장부(36)는 오일 섬프(40) 내부로 뻗어 있고, 관형 확장부(36)는 보어(38)와 함께 윤활 오일을 크랭크샤프트(30) 위로 퍼 올려 윤활이 필요한 압축기(10)의 다양한 부분으로 최종적으로 공급하는 펌프로서의 역할을 한다.
크랭크샤프트(30)는, 권선(42)을 구비하고 있는 모터 고정자(28) 및 크랭크샤프트(30) 상에 압력끼워맞춤되는 모터 로터(44)를 포함하는 전기 모터에 의해 구동된다. 하부 평형추(48)는 모터 로터(44)에 부착되어 있고, 상부 평형추(48)는 크랭크샤프트(30)의 상단부에 부착되어 있다. 일반적인 타입의 모터 프로텍터(motor protector)(50)가 모터 권선(42)에 인접한 부근에 제공되어서, 모터 권선(42)이 정상 작동 온도를 초과할 경우에 모터 프로텍터(50)가 모터에 전원을 끊 게 된다.
크랭크샤프트(30)는 선회 스크롤 부재(56)의 중심부를 관통하여 뻗어있다. 선회 스크롤 부재(56)는 나선형 날개, 즉 나선형 랩(60)을 구비하고 있는 단부 플레이트(58)를 포함하고 있다. 나선형 랩(60)은 후술하는 바와 같이 빠른 압축 프로파일을 구비하도록 설계되어 있다. 단부 플레이트(58)로부터 아래로 돌출되어 있는 것은 내부에 저널 베어링(64)을 구비하고 있는 원통형 허브(62)이고, 원통형 허브(62)에는 크랭크 핀(32)이 작동가능하게 배치되어 있다.
선회 스크롤 랩(60)은 비선회 스크롤 부재(68)의 일부를 형성하고 있는 비선회 스크롤 랩(66)과 맞물려 있다. 비선회 스크롤 부재(68)는 주 베어링 하우징(24)과 일체로 되어 있다. 비선회 스크롤 부재(68)에 대하여 선회 스크롤 부재(56)가 선회 운동을 하는 동안에, 이동하는 유체 포켓(pockets)이 형성되고, 유체 포켓이 스크롤 부재(56 및 68)의 반경방향 외측 위치로부터 중심 위치로 이동하면서 유체 포켓의 부피가 감소함에 따라 유체가 유체 포켓 내에서 압축된다.
선회 스크롤 부재(56)는 반경방향 내측을 향하여 배치된 배출 포트(70)를 구비하고 있다. 배출 포트(70)는 캡(14) 및 셸(12)에 의해 규정되는 배출 챔버(72)와 유체 연통되어 있다. 스크롤 랩(60 및 66) 사이에서 이동하는 포켓에 의해 압축된 유체는 배출 포트(70)를 통하여 배출 챔버(72)로 배출된다.
상부 평형추(48)는 선회 스크롤 부재(56)의 단부 플레이트(58)에 바로 인접한 위치에서 회전한다. 상부 평형추(48)가 회전하는 동안에, 배출 포트(70)는 상부 평형추(48)에 의하여 주기적으로 덮여지거나 덮여지지 않게 된다. 이러한 작용에 따라, 상부 평형추(48)는 압축기(10)의 로터리 배출 밸브로서 작용할 수 있게 된다.
스크롤 부재(56 및 68)의 상대적인 회전은 올덤 커플링(80)에 의해 방지된다. 올덤 커플링(80)은 비선회 스크롤 부재(68)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 1 키; 및 선회 스크롤 부재(56)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 2 키;를 구비하고 있다.
전술한 바와 같이, 스크롤 랩(60 및 66)는 빠른 압축 스크롤 프로파일을 형성하게 된다. 빠른 압축 스크롤 프로파일에 의하여, 랩이 더 짧아지고, 툴의 가로세로비가 낮아지며, 날개의 가로세로비가 낮아지고, 상부 평형추(48)를 위한 레이스(race)를 제외하고는 단부 플레이트(58)의 배면을 가공할 필요가 없어지고, 선회 스크롤 부재(56)를 분말 금속 공정(powder metal process)을 이용하여 제조할 수 있게되는 장점이 생긴다. 스크롤 랩(60 및 66)에 대한 바람직한 프로파일이 아래 표에 제시된다. 표에서 Ri는 최초 회전 반경 편향을 나타내고, RG는 발생하는 반경 편향을 나타낸다.
Figure 112007066681570-pat00001
도면에 도시된 바와 같이, 주 베어링 하우징(24) 및 비선회 스크롤 부재(68)는 일체인 구성요소이다. 이러한 구성요소는 주철로부터 가공되는 것이 바람직하고, 비선회 스크롤 부재(68)와 주 베어링 하우징(24)을 일체로 구비함으로써 베어링 보어가 비선회 스크롤 랩(66)의 가공을 위한 고정장치로 사용될 수 있다는 장점이 있다. 베어링 보어를 스크롤 랩의 가공을 위한 고정장치로 사용함으로써, 공차의 적체(stack-up)가 최소화되고, 반경방향의 컴플라이언스(compliance)가 최소화되거나 감소되고, 베어링/가스/플랭크(flank)/축방향 힘이 단일의 구성요소 내에서 연결된다.
압축기(10)는, 셸(12), 캡(14) 및 베이스(16)에 의해 규정되는 공간이 배출 압력에 있는 하이 사이드(high side) 타입인 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 배출 피팅(18)은 셸(12) 또는 캡(14) 상에 간편하게 위치될 수 있다. 입구 피팅(22)은 셸(12)과 밀봉되도록 맞물려 셸(12)을 통하여 뻗어있고, 입구 피팅(22)은 압축기(10)에 흡입 압력에서 가스를 제공하기 위하여 비선회 스크롤 부재(68) 내부에 밀봉되도록 수용된다.
도 5을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크롤 압축기를 설명한다. 스크롤 압축기는 전체적으로 도면부호 110으로 지칭된다.
스크롤 압축기(110)는 대체로 원통형 밀폐 셸(112)을 포함하고, 밀폐 셸(112)은 그 상단부에서 캡(114)에 용접되어 있고 그 하단부에서 베이스(116)에 용접되어 있다. 베이스(116)는 일체로 형성되어 있는 복수의 설치 다리(도면에 미 도시)를 구비하고 있다. 캡(114)에는 냉매 배출 피팅(118)을 구비하고 있고, 냉매 배출 피팅(118)은 내부에 일반적인 배출 밸브(도면에 미 도시)를 구비할 수 있다. 셸(112)에 고정되어 있는 다른 주 구성요소는 입구 피팅(122), 셸(112)에 적절히 고정되어 있는 주 베어링 하우징(124), 및 모터 고정자(128)를 포함한다. 모터 고정자(128)는 단면이 대체로 정사각형이지만, 셸(112) 내부에 모터 고정자(128)를 압력끼워맞춤할 수 있도록 모서리부분이 둥글게 처리되어 있다. 모터 고정자(128)의 둥근 모서리 사이의 편평한 부분은 모터 고정자(128)와 셸(112) 사이에 통로를 제공함으로써, 셸(112)의 상부로부터 셸(112)의 하부까지 윤활제가 되돌아오는 흐름을 촉진하게 된다.
상단부에 편심 크랭크 핀(132)을 구비하고 있는 구동 샤프트, 즉 크랭크샤프트(130)는 주 베어링 하우징(124)에서 베어링(134)에 회전가능하게 저널 되어 있다. 크랭크샤프트(130)는, 크랭크 핀(132)의 상부를 향하여 상향으로 뻗어있고 반경방향으로 기울어져 외측으로 위치하고 있는 보어(138)와 연통하는 관형 확장부(136)를 크랭크샤프트(130)의 하단부에 구비하고 있다. 셸(112) 내부의 하부는 윤활 오일로 채워지는 오일 섬프(140)를 형성하고 있다. 관형 확장부(136)는 오일 섬프(140) 내부로 뻗어 있고, 관형 확장부(136)는 보어(138)와 함께 윤활 오일을 크랭크샤프트(130) 위로 퍼 올려 윤활이 필요한 압축기(110)의 다양한 부분으로 최종적으로 공급하는 펌프로서의 역할을 한다.
크랭크샤프트(130)는, 권선(142)을 구비하고 있는 모터 고정자(128) 및 크랭크샤프트(130) 상에 압력끼워맞춤되는 모터 로터(144)를 포함하는 전기 모터에 의해 구동된다. 하부 평형추(148)는 모터 로터(144)에 부착되어 있고, 상부 평형 추(148)는 크랭크샤프트(130)의 상단부에 부착되어 있다. 일반적인 타입의 모터 프로텍터(150)가 모터 권선(142)에 인접한 부근에 제공되어서, 모터 권선(142)이 정상 작동 온도를 초과할 경우에 모터 프로텍터(150)가 모터에 전원을 끊게 된다.
크랭크샤프트(130)는 선회 스크롤 부재(156)의 중심부를 관통하여 뻗어있다. 선회 스크롤 부재(156)는 나선형 날개, 즉 나선형 랩(160)을 구비하고 있는 단부 플레이트(158)를 포함하고 있다. 나선형 랩(160)은 후술하는 바와 같이 빠른 압축 프로파일을 구비하도록 설계되어 있다. 단부 플레이트(158)로부터 아래로 돌출되어 있는 것은 내부에 저널 베어링(164)을 구비하고 있는 원통형 허브(162)이고, 원통형 허브(162)에는 크랭크 핀(132)이 작동가능하게 배치되어 있다.
선회 스크롤 랩(160)은 비선회 스크롤 부재(168)의 일부를 형성하고 있는 비선회 스크롤 랩(166)과 맞물려 있다. 비선회 스크롤 부재(168)는 주 베어링 하우징(124)과 일체로 되어 있다. 비선회 스크롤 부재(168)에 대하여 선회 스크롤 부재(156)가 선회 운동을 하는 동안에, 이동하는 유체 포켓이 형성되고, 유체 포켓이 스크롤 부재(156 및 168)의 반경방향 외측 위치로부터 중심 위치로 이동하면서 유체 포켓의 부피가 감소함에 따라 유체가 유체 포켓 내에서 압축된다.
선회 스크롤 부재(156)는 반경방향 내측을 향하여 배치된 배출 포트(170)를 구비하고 있다. 배출 포트(170)는 캡(114) 및 셸(112)에 의해 규정되는 배출 챔버(172)와 유체 연통되어 있다. 스크롤 랩(160 및 166) 사이에서 이동하는 포켓에 의해 압축된 유체는 배출 포트(170)를 통하여 배출 챔버(172)로 배출된다.
상부 평형추(148)는 선회 스크롤 부재(156)의 단부 플레이트(158)에 바로 인 접한 위치에서 회전한다. 상부 평형추(148)가 회전하는 동안에, 배출 포트(170)는 상부 평형추(148)에 의하여 주기적으로 덮여지거나 덮여지지 않게 된다. 이러한 작용에 따라, 상부 평형추(148)는 압축기(110)의 로터리 배출 밸브로서 작용할 수 있게 된다.
스크롤 부재(156 및 168)의 상대적인 회전은 요동 링크(swing link)(178)에 의해 방지된다. 요동 링크(178)는 대체로 U자형 돌출부(180)를 포함하고 있다. U자형 돌출부(180)는 선회 스크롤 부재(156)의 단부 플레이트(158)에 부착되어 있어나 단부 플레이트(158)와 일체로 되어 있다. U자형 돌출부(180)는 대체로 장방형인 베어링(182)과 맞물려 있으며, 베어링(182)은 비선회 스크롤 부재(168)로부터 뻗어있는 포스트(184)에 피벗운동가능하게 배치되어 있다. U자형 돌출부(180)와 베어링(182) 사이의 맞물림은, 베어링(182)과 포스트(184) 사이의 맞물림과 함께, 비선회 스크롤 부재(168)에 대한 선회 스크롤 부재(156)의 회전 운동을 방지하면서도, 한편으로는 선회 스크롤 부재(156)가 비선회 스크롤 부재(168)에 대한 필수적인 선회 운동은 할 수 있도록 하여 크랭크샤프트(130)가 회전하는 동안에 이동하는 포켓이 형성되어 반경방향 내측을 향하여 이동할 수 있게끔 한다.
전술한 바와 같이, 스크롤 랩(160 및 166)도 또한 빠른 압축 스크롤 프로파일을 형성하게 된다. 빠른 압축 스크롤 프로파일에 의하여, 랩이 더 짧아지고, 툴의 가로세로비가 낮아지며, 날개의 가로세로비가 낮아지고, 상부 평형추(148)를 위한 레이스(race)를 제외하고는 단부 플레이트(158)의 배면을 가공할 필요가 없어지고, 선회 스크롤 부재(156)를 분말 금속 공정을 이용하여 제조할 수 있게되는 장점 이 생긴다. 스크롤 랩(160 및 166)에 대한 바람직한 프로파일이 아래 표에 제시된다. 표에서 Ri는 최초 회전 반경 편향을 나타내고, RG는 발생하는 반경 편향을 나타낸다.
Figure 112007066681570-pat00002
도면에 도시된 바와 같이, 주 베어링 하우징(124) 및 비선회 스크롤 부재(168)는 일체인 구성요소이다. 이러한 구성요소는 주철로부터 가공되는 것이 바람직하고, 비선회 스크롤 부재(168)와 주 베어링 하우징(124)을 일체로 구비함으로써 베어링 보어가 비선회 스크롤 랩(166)의 가공을 위한 고정장치로 사용될 수 있다는 장점이 있다. 베어링 보어를 스크롤 랩의 가공을 위한 고정장치로 사용함으로써, 공차의 적체가 최소화되고, 반경방향의 컴플라이언스가 최소화되거나 감소되고, 베어링/가스/플랭크/축방향 힘이 단일의 구성요소 내에서 연결된다.
압축기(110)는, 셸(112), 캡(114) 및 베이스(116)에 의해 규정되는 공간이 배출 압력에 있는 하이 사이드 타입인 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 배출 피팅(118)은 셸(112) 또는 캡(114) 상에 간편하게 위치될 수 있다. 입구 피팅(122)은 셸(112)과 밀봉되도록 맞물려 셸(112)을 통하여 뻗어있고, 입구 피팅(122)은 압축기(110)에 흡입 압력에서 가스를 제공하기 위하여 비선회 스크롤 부재(168) 내부에 밀봉되도록 수용된다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기(10')가 도시되어 있다. 압축기(10')는, 주 베어링 하우징(24)과 비선회 스크롤 부재(68)의 일체형 구성요소가 주 베어링 하우징(24') 및 비선회 스크롤 부재(68')의 일체형 구성요소로 대체된다는 점을 제외하고는 압축기(10)와 동일하다. 주 베어링 하우징(24') 및 비선회 스크롤 부재(68')는, 주 베어링 하우징(24') 및 비선회 스크롤 부재(68')가 상부 베어링 하우징(90)을 포함하고 있다는 점을 제외하고는 주 베어링 하우징(24) 및 비선회 스크롤 부재(68)와 동일하다. 상부 베어링 하우징(90)은 복수의 지지 포스트(92) 및 베어링 지지부(94)를 포함한다. 지지 포스트(92)는 주 베어링 하우징(24') 및 비선회 스크롤 부재(68')와 일체로 되어 있는데, 별도의 구성요소로 제작되어 주지의 방법에 의해 부착될 수도 있다. 베어링 지지부(94)는 복수의 볼트 또는 다른 주지의 수단에 의하여 복수의 지지 포스트(92)에 부착된다. 복수의 지지 포스트(92)는 주 베어링 하우징(24') 및 비선회 스크롤 부재(68')의 외주부를 따라 이격되어 있어서, 상부 평형추(48)와 간섭되지 않는다. 베어링 지지부(94)는 상부 베어링(96)의 위치를 잡아주며, 상부 베어링(96) 내부에서 크랭크 샤프트(30)가 회전가능하게 배치된다. 따라서, 크랭크샤프트(30)는 주 베어링 하우징(24') 내부에 위치된 베어링(34) 및 베어링 지지부(94) 내부에 위치된 상부 베어링(96)에 의해 지지된다. 압축기(10)과 관련된 구성, 기능, 작동 및 장점은 압축기(10')와도 동일하게 적용될 수 있으며, 몇 가지 예를 들면 도 6에 도시된 올덤 커플링(88)의 사용 및 빠른 압축 스크롤 랩 프로파일 등이 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기가 도시되어 있으며, 도면부호 210으로 지칭된다.
스크롤 압축기(210)는 대체로 원통형 밀폐 셸(212)을 포함하고, 밀폐 셸(212)은 그 상단부에서 캡(214)에 용접되어 있고 그 하단부에서 베이스(216)에 용접되어 있다. 베이스(216)는 일체로 형성되어 있는 복수의 설치 다리(도면에 미 도시)를 구비하고 있다. 캡(214)에는 냉매 배출 피팅(218)을 구비하고 있고, 냉매 배출 피팅(218)은 내부에 일반적인 배출 밸브(도면에 미 도시)를 구비할 수 있다. 셸(212) 또는 캡(214)에 고정되어 있는 다른 주 구성요소는 상부 베어링 하우징(220), 입구 피팅(222), 셸(212)에 적절히 고정되어 있는 주 베어링 하우징(224), 및 모터 고정자(226)를 포함한다. 모터 고정자(226)는 단면이 대체로 정사각형이지만, 셸(212) 내부에 모터 고정자(226)를 압력끼워맞춤할 수 있도록 모서리부분이 둥글게 처리되어 있다. 모터 고정자(226)의 둥근 모서리 사이의 편평한 부분은 모터 고정자(226)와 셸(212) 사이에 통로를 제공함으로써, 셸(212)의 상부로부터 셸(212)의 하부까지 윤활제가 되돌아오는 흐름을 촉진하게 된다.
상단부에 편심 크랭크 핀(232)을 구비하고 있는 구동 샤프트, 즉 크랭크샤프트(230)는 주 베어링 하우징(224)에서 베어링(234) 및 상부 베어링 하우징(220)에서 베어링(235)에 회전가능하게 저널 되어 있다. 크랭크샤프트(230)는, 크랭크 핀(232)의 상부를 향하여 상향으로 뻗어있고 반경방향으로 포함되어 외측으로 위치하고 있는 보어(238)와 연통하는 관형 확장부(236)를 크랭크샤프트(230)의 하단부에 구비하고 있다. 셸(212) 내부의 하부는 윤활 오일로 채워지는 오일 섬프(240) 를 형성하고 있다. 관형 확장부(236)는 오일 섬프(240) 내부로 뻗어 있고, 관형 확장부(236)는 보어(238)와 함께 윤활 오일을 크랭크샤프트(230) 위로 퍼 올려 윤활이 필요한 압축기(210)의 다양한 부분으로 최종적으로 공급하는 펌프로서의 역할을 한다.
크랭크샤프트(230)는, 권선(242)을 구비하고 있는 모터 고정자(228) 및 크랭크샤프트(230) 상에 압력끼워맞춤되는 모터 로터(244)를 포함하는 전기 모터에 의해 구동된다. 하부 평형추(248)는 모터 로터(244)에 부착되어 있고, 상부 평형추(248)는 모터 로터(244)의 상단부에 부착되어 있다. 일반적인 타입의 모터 프로텍터(250)가 모터 권선(242)에 인접한 부근에 제공되어서, 모터 권선(242)이 정상 작동 온도를 초과할 경우에 모터 프로텍터(250)가 모터에 전원을 끊게 된다.
크랭크샤프트(230)는 선회 스크롤 부재(256)의 중심부를 관통하여 뻗어있다. 선회 스크롤 부재(256)는 나선형 날개, 즉 나선형 랩(260)을 구비하고 있는 단부 플레이트(258)를 포함하고 있다. 나선형 랩(260)은 전술한 바와 같이 빠른 압축 프로파일을 구비하도록 설계되어 있다. 단부 플레이트(258)로부터 아래로 돌출되어 있는 것은 내부에 저널 베어링(264)을 구비하고 있는 원통형 허브(262)이고, 원통형 허브(262)에는 크랭크 핀(232)이 작동가능하게 배치되어 있다.
선회 스크롤 랩(260)은 비선회 스크롤 부재(268)의 일부를 형성하고 있는 비선회 스크롤 랩(266)과 맞물려 있다. 비선회 스크롤 부재(268)는 주 베어링 하우징(224)과 일체로 되어 있다. 비선회 스크롤 부재(268)에 대하여 선회 스크롤 부재(256)가 선회 운동을 하는 동안에, 이동하는 유체 포켓이 형성되고, 유체 포켓이 스크롤 부재(256 및 268)의 반경방향 외측 위치로부터 중심 위치로 이동하면서 유체 포켓의 부피가 감소함에 따라 유체가 유체 포켓 내에서 압축된다.
선회 스크롤 부재(256)는 반경방향 내측을 향하여 배치된 배출 슬롯(270)을 구비하고 있다. 배출 슬롯(270)은, 비선회 스크롤 부재(268)을 통하여 뻗어있는 배출 포트(272)와 유체 연통되어 있고, 배출 포트(272)는 캡(214) 및 셸(212)에 의해 규정되는 배출 챔버(274)와 연통되어 있다. 스크롤 랩(260 및 266) 사이에서 이동하는 포켓에 의해 압축된 유체는 배출 슬롯(270) 및 배출 포트(272)를 통하여 배출 챔버(274)로 배출된다.
스크롤 부재(256 및 268)의 상대적인 회전은 일반적인 올덤 커플링(288)에 의해 방지된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 올덤 커플링(288)은 비선회 스크롤 부재(268)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 1 키; 및 선회 스크롤 부재(256)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 2 키;를 구비하고 있다. 도 9에서는 스크롤 부재(256 및 268)의 상대적인 회전을 방지하기 위한 메커니즘으로서 올덤 커플링(288)을 도시하고 있지만, 바람직한 경우에 있어서 전술한 요동 링크(78)를 올덤 커플링(288) 대신에 사용하는 것도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다.
전술한 바와 같이, 스크롤 랩(260 및 266)는 빠른 압축 스크롤 프로파일을 형성하게 된다. 빠른 압축 스크롤 프로파일에 의하여, 랩이 더 짧아지고, 툴의 가로세로비가 낮아지며, 날개의 가로세로비가 낮아지고, 선회 스크롤 부재(256)를 분말 금속 공정을 이용하여 제조할 수 있게되는 장점이 생긴다. 스크롤 랩(260 및 266)에 대한 바람직한 프로파일이 앞서 제시된 랩(60 및 66)에 관한 표에 제시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 주 베어링 하우징(224) 및 비선회 스크롤 부재(268)는 일체인 구성요소이다. 이러한 구성요소는 주철로부터 가공되는 것이 바람직하고, 비선회 스크롤 부재(268)와 주 베어링 하우징(224)을 일체로 구비함으로써 베어링 보어가 비선회 스크롤 랩(266)의 가공을 위한 고정장치로 사용될 수 있다는 장점이 있다. 베어링 보어를 스크롤 랩의 가공을 위한 고정장치로 사용함으로써, 공차의 적체가 최소화되고, 반경방향의 컴플라이언스가 최소화되거나 감소되고, 베어링/가스/플랭크/축방향 힘이 단일의 구성요소 내에서 연결된다.
압축기(210)는, 셸(212), 캡(214) 및 베이스(216)에 의해 규정되는 공간이 배출 압력에 있는 하이 사이드(high side) 타입인 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 배출 피팅(218)은 셸(212) 또는 캡(214) 상에 간편하게 위치될 수 있다. 입구 피팅(222)은 셸(212)과 밀봉되도록 맞물려 셸(212)을 통하여 뻗어있고, 입구 피팅(222)은 압축기(210)에 흡입 압력에서 가스를 제공하기 위하여 비선회 스크롤 부재(268) 내부에 밀봉되도록 수용된다.
도 10을 참조하면, 선회 스크롤 부재(256)의 배출 슬롯(270)이 도시되어 있다. 배출 슬롯(270)은 원통형 허브(262) 및 원통형 허브(262)에 압력끼워맞춤 되어있는 저널 베어링(264)을 통하여 뻗어있다.
도 11을 참조하면, 비선회 스크롤 부재(268)의 배출 포트(272)가 도시되어 있다. 배출 포트(272)는 성형된 오목부(278)를 포함하고, 오목부(278)는 원형 보 어(280)와 연통되어 있고, 원형 보어(280)는 배출 챔버(274)와 연통되어 있다. 선회 스크롤 부재(256)가 선회 운동하는 동안에, 선회 스크롤 랩(260)은, 압축된 가스를 이동하는 포켓의 최심부로부터 배출 챔버(274)로 이동시키기 위하여, 배출 슬롯(270)과 배출 포트(272)를 개방 및 폐쇄한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기가 도시되어 있고, 도면부호 310으로 지칭된다.
스크롤 압축기(310)는 대체로 원통형 밀폐 셸(312)을 포함하고, 밀폐 셸(312)은 그 상단부에서 캡(314)에 용접되어 있고 그 하단부에서 베이스(316)에 용접되어 있다. 베이스(316)는 일체로 형성되어 있는 복수의 설치 다리(도면에 미 도시)를 구비하고 있다. 캡(314)에는 냉매 배출 피팅(318)을 구비하고 있고, 냉매 배출 피팅(318)은 내부에 일반적인 배출 밸브(도면에 미 도시)를 구비할 수 있다. 셸(312) 또는 캡(314)에 고정되어 있는 다른 주 구성요소는 상부 베어링 하우징(320), 입구 피팅(322), 셸(312)에 적절히 고정되어 있는 주 베어링 하우징(324), 및 모터 고정자(326)를 포함한다. 모터 고정자(326)는 단면이 대체로 정사각형이지만, 셸(312) 내부에 모터 고정자(326)를 압력끼워맞춤할 수 있도록 모서리부분이 둥글게 처리되어 있다. 모터 고정자(326)의 둥근 모서리 사이의 편평한 부분은 모터 고정자(326)와 셸(312) 사이에 통로를 제공함으로써, 셸(312)의 상부로부터 셸(312)의 하부까지 윤활제가 되돌아오는 흐름을 촉진하게 된다.
상단부에 편심 크랭크 핀(332)을 구비하고 있는 구동 샤프트, 즉 크랭크샤프트(330)는 주 베어링 하우징(324)에서 베어링(334) 및 상부 베어링 하우징(320)에 서 베어링(335)에 회전가능하게 저널 되어 있다. 크랭크샤프트(330)는, 크랭크 핀(332)의 상부를 향하여 상향으로 뻗어있고 반경방향으로 포함되어 외측으로 위치하고 있는 보어(338)와 연통하는 관형 확장부(336)를 크랭크샤프트(330)의 하단부에 구비하고 있다. 셸(312) 내부의 하부는 윤활 오일로 채워지는 오일 섬프(340)를 형성하고 있다. 관형 확장부(336)는 오일 섬프(340) 내부로 뻗어 있고, 관형 확장부(336)는 보어(338)와 함께 윤활 오일을 크랭크샤프트(330) 위로 퍼 올려 윤활이 필요한 압축기(310)의 다양한 부분으로 최종적으로 공급하는 펌프로서의 역할을 한다.
크랭크샤프트(330)는, 권선(342)을 구비하고 있는 모터 고정자(328) 및 크랭크샤프트(330) 상에 압력끼워맞춤되는 모터 로터(344)를 포함하는 전기 모터에 의해 구동된다. 하부 평형추(348)는 모터 로터(344)에 부착되어 있고, 상부 평형추(348)는 모터 로터(244)의 상단부에 부착되어 있다. 일반적인 타입의 모터 프로텍터(350)가 모터 권선(342)에 인접한 부근에 제공되어서, 모터 권선(342)이 정상 작동 온도를 초과할 경우에 모터 프로텍터(350)가 모터에 전원을 끊게 된다.
크랭크샤프트(330)는 선회 스크롤 부재(356)의 중심부를 관통하여 뻗어있다. 선회 스크롤 부재(356)는 나선형 날개, 즉 나선형 랩(360)을 구비하고 있는 단부 플레이트(358)를 포함하고 있다. 나선형 랩(360)은 전술한 바와 같이 빠른 압축 프로파일을 구비하도록 설계되어 있다. 단부 플레이트(358)로부터 아래로 돌출되어 있는 것은 내부에 저널 베어링(364)을 구비하고 있는 원통형 허브(362)이고, 원통형 허브(362)에는 크랭크 핀(332)이 작동가능하게 배치되어 있다.
선회 스크롤 랩(360)은 비선회 스크롤 부재(368)의 일부를 형성하고 있는 비선회 스크롤 랩(366)과 맞물려 있다. 비선회 스크롤 부재(368)는 주 베어링 하우징(324)과 일체로 되어 있다. 비선회 스크롤 부재(368)에 대하여 선회 스크롤 부재(356)가 선회 운동을 하는 동안에, 이동하는 유체 포켓이 형성되고, 유체 포켓이 스크롤 부재(356 및 368)의 반경방향 외측 위치로부터 중심 위치로 이동하면서 유체 포켓의 부피가 감소함에 따라 유체가 유체 포켓 내에서 압축된다.
비선회 스크롤 부재(368)는 반경방향 내측을 향하여 배치된 배출 슬롯(370)을 구비하고 있다. 배출 슬롯(370)은, 비선회 스크롤 부재(368)을 통하여 뻗어있는 배출 포트(372)와 유체 연통되어 있고, 배출 포트(372)는 캡(314) 및 셸(312)에 의해 규정되는 배출 챔버(374)와 연통되어 있다. 스크롤 랩(360 및 366) 사이에서 이동하는 포켓에 의해 압축된 유체는 배출 슬롯(370) 및 배출 포트(372)를 통하여 배출 챔버(374)로 배출된다. 배출 슬롯(370)은 대체로 축방향으로 배치된 슬롯이고, 배출 포트(372)는 배출 챔버(374)와 연통되어 있는 경사진 보어이다.
스크롤 부재(356 및 368)의 상대적인 회전은 일반적인 올덤 커플링(388)에 의해 방지된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 올덤 커플링(388)은 비선회 스크롤 부재(368)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 1 키; 및 선회 스크롤 부재(356)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 2 키;를 구비하고 있다. 도 12에서는 스크롤 부재(356 및 368)의 상대적인 회전을 방지하기 위한 메커니즘으로서 올덤 커플링(388)을 도시하고 있지만, 바람직한 경우에 있어서 전술한 요동 링크(78)를 올덤 커플링(388) 대신에 사용하는 것도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다.
전술한 바와 같이, 스크롤 랩(360 및 366)는 빠른 압축 스크롤 프로파일을 형성하게 된다. 빠른 압축 스크롤 프로파일에 의하여, 랩이 더 짧아지고, 툴의 가로세로비가 낮아지며, 날개의 가로세로비가 낮아지고, 선회 스크롤 부재(356)를 분말 금속 공정을 이용하여 제조할 수 있게되는 장점이 생긴다. 스크롤 랩(360 및 366)에 대한 바람직한 프로파일이 앞서 제시된 랩(60 및 66)에 관한 표에 제시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 주 베어링 하우징(324) 및 비선회 스크롤 부재(368)는 일체인 구성요소이다. 이러한 구성요소는 주철로부터 가공되는 것이 바람직하고, 비선회 스크롤 부재(368)와 주 베어링 하우징(324)을 일체로 구비함으로써 베어링 보어가 비선회 스크롤 랩(366)의 가공을 위한 고정장치로 사용될 수 있다는 장점이 있다. 베어링 보어를 스크롤 랩의 가공을 위한 고정장치로 사용함으로써, 공차의 적체가 최소화되고, 반경방향의 컴플라이언스가 최소화되거나 감소되고, 베어링/가스/플랭크/축방향 힘이 단일의 구성요소 내에서 연결된다.
압축기(310)는, 셸(312), 캡(314) 및 베이스(316)에 의해 규정되는 공간이 배출 압력에 있는 하이 사이드 타입인 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 배출 피팅(318)은 셸(312) 또는 캡(314) 상에 간편하게 위치될 수 있다. 입구 피팅(322)은 셸(312)과 밀봉되도록 맞물려 셸(312)을 통하여 뻗어있고, 입구 피팅(322)은 압축기(310)에 흡입 압력에서 가스를 제공하기 위하여 비선회 스크롤 부재(368) 내부에 밀봉되도록 수용된다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 로터리 배출 밸브(378)가 압축기(310)에 포함되어 있다. 로터리 배출 밸브(378)는 성형된 오목부(380)에 의해 크랭크샤프트(330)에 의해 구동되는데, 오목부(380)의 상부측 상에는 크랭크 핀(332)이 맞물린다. 로터리 배출 밸브(378)의 하부측은 포트폐쇄부(382), 연통전환부(384) 및 포트개방부(386)를 포함한다. 크랭크샤프트(330)가 회전함에 따라, 포트폐쇄부(382)가 축방향으로 배치된 슬롯(370) 위에 있을 때 배출 슬롯(370)이 폐쇄되고, 연통전환부(384)가 축방향으로 배치된 슬롯(370) 위에 있을 때 가스가 배출 포트(372)로 흘러가게 될 수 있고, 포트개방부(386)가 축방향으로 배치된 슬롯(370) 위에 있을 때 배출 포트(372)가 완전히 개방되게 된다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기가 도시되어 있고, 도면부호 410으로 지칭된다.
스크롤 압축기(410)는 대체로 원통형 밀폐 셸(412)을 포함하고, 밀폐 셸(412)은 그 상단부에서 캡(414)에 용접되어 있고 그 하단부에서 베이스(416)에 용접되어 있다. 베이스(416)는 일체로 형성되어 있는 복수의 설치 다리(도면에 미 도시)를 구비하고 있다. 캡(414)에는 냉매 배출 피팅(418)을 구비하고 있고, 냉매 배출 피팅(418)은 내부에 일반적인 배출 밸브(도면에 미 도시)를 구비할 수 있다. 셸(412) 또는 캡(414)에 고정되어 있는 다른 주 구성요소는 상부 베어링 하우징(420), 입구 피팅(422), 셸(412) 및 캡(414)에 적절히 고정되어 있는 주 베어링 하우징(424), 및 모터 고정자(426)를 포함한다. 모터 고정자(426)는 단면이 대체로 정사각형이지만, 셸(412) 내부에 모터 고정자(426)를 압력끼워맞춤할 수 있도록 모서리부분이 둥글게 처리되어 있다. 모터 고정자(426)의 둥근 모서리 사이의 편평한 부분은 모터 고정자(426)와 셸(412) 사이에 통로를 제공함으로써, 셸(412)의 상부로부터 셸(412)의 하부까지 윤활제가 되돌아오는 흐름을 촉진하게 된다.
상단부에 편심 크랭크 핀(432)을 구비하고 있는 구동 샤프트, 즉 크랭크샤프트(430)는 주 베어링 하우징(424)에서 베어링(434) 및 상부 베어링 하우징(420)에서 베어링(435)에 회전가능하게 저널 되어 있다. 크랭크샤프트(430)는, 크랭크 핀(432)의 상부를 향하여 상향으로 뻗어있고 반경방향으로 포함되어 외측으로 위치하고 있는 보어(438)와 연통하는 관형 확장부(436)를 크랭크샤프트(430)의 하단부에 구비하고 있다. 셸(412) 내부의 하부는 윤활 오일로 채워지는 오일 섬프(440)를 형성하고 있다. 관형 확장부(436)는 오일 섬프(440) 내부로 뻗어 있고, 관형 확장부(436)는 보어(438)와 함께 윤활 오일을 크랭크샤프트(430) 위로 퍼 올려 윤활이 필요한 압축기(410)의 다양한 부분으로 최종적으로 공급하는 펌프로서의 역할을 한다.
크랭크샤프트(430)는, 권선(442)을 구비하고 있는 모터 고정자(428) 및 크랭크샤프트(430) 상에 압력끼워맞춤되는 모터 로터(444)를 포함하는 전기 모터에 의해 구동된다. 하부 평형추(448)는 모터 로터(444)에 부착되어 있고, 상부 평형추(448)는 크랭크샤프트(430)의 상단부에 부착되어 있다. 일반적인 타입의 모터 프로텍터(450)가 모터 권선(442)에 인접한 부근에 제공되어서, 모터 권선(442)이 정상 작동 온도를 초과할 경우에 모터 프로텍터(450)가 모터에 전원을 끊게 된다.
크랭크샤프트(430)는 선회 스크롤 부재(456)의 중심부를 관통하여 뻗어있다. 선회 스크롤 부재(456)는 나선형 날개, 즉 나선형 랩(460)을 구비하고 있는 단부 플레이트(458)를 포함하고 있다. 나선형 랩(460)은 전술한 바와 같이 빠른 압축 프로파일을 구비하도록 설계되어 있다. 단부 플레이트(458)로부터 아래로 돌출되어 있는 것은 내부에 저널 베어링(464)을 구비하고 있는 원통형 허브(462)이고, 원통형 허브(462)에는 크랭크 핀(432)이 작동가능하게 배치되어 있다.
선회 스크롤 랩(460)은 비선회 스크롤 부재(468)의 일부를 형성하고 있는 비선회 스크롤 랩(466)과 맞물려 있다. 비선회 스크롤 부재(468)는 주 베어링 하우징(424)과 일체로 되어 있다. 비선회 스크롤 부재(468)에 대하여 선회 스크롤 부재(456)가 선회 운동을 하는 동안에, 이동하는 유체 포켓이 형성되고, 유체 포켓이 스크롤 부재(456 및 468)의 반경방향 외측 위치로부터 중심 위치로 이동하면서 유체 포켓의 부피가 감소함에 따라 유체가 유체 포켓 내에서 압축된다.
선회 스크롤 부재(456)는 반경방향 내측을 향하여 배치된 배출 포트(470)를 구비하고 있다. 배출 포트(470)는, 상부 베어링 하우징(420)에 형성되어 있는 배출 통로(474)를 통하여 캡(414) 및 셸(412)에 의해 규정되는 배출 챔버(472)와 연통되어 있다. 스크롤 랩(460 및 466) 사이에서 이동하는 포켓에 의해 압축된 유체는 배출 포트(470) 및 배출 통로(474)를 통하여 배출 챔버(472)로 배출된다.
스크롤 부재(456 및 468)의 상대적인 회전은 일반적인 올덤 커플링(488)에 의해 방지된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 올덤 커플링(488)은 비선회 스크롤 부재(468)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 1 키; 및 선회 스크롤 부재(456)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄 럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 2 키;를 구비하고 있다. 도 15에서는 스크롤 부재(456 및 468)의 상대적인 회전을 방지하기 위한 올덤 커플링(488)을 도시하고 있지만, 바람직한 경우에 있어서 전술한 요동 링크(78)를 올덤 커플링(488) 대신에 사용하는 것도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다.
전술한 바와 같이, 스크롤 랩(460 및 466)는 빠른 압축 스크롤 프로파일을 형성하게 된다. 빠른 압축 스크롤 프로파일에 의하여, 랩이 더 짧아지고, 툴의 가로세로비가 낮아지며, 날개의 가로세로비가 낮아지고, 선회 스크롤 부재(456)를 분말 금속 공정을 이용하여 제조할 수 있게되는 장점이 생긴다. 스크롤 랩(460 및 466)에 대한 바람직한 프로파일이 앞서 제시된 랩(60 및 66)에 관한 표에 제시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 주 베어링 하우징(424) 및 비선회 스크롤 부재(468)는 일체인 구성요소이다. 이러한 구성요소는 주철로부터 가공되는 것이 바람직하고, 비선회 스크롤 부재(468)와 주 베어링 하우징(424)을 일체로 구비함으로써 베어링 보어가 비선회 스크롤 랩(466)의 가공을 위한 고정장치로 사용될 수 있다는 장점이 있다. 베어링 보어를 스크롤 랩의 가공을 위한 고정장치로 사용함으로써, 공차의 적체가 최소화되고, 반경방향의 컴플라이언스가 최소화되거나 감소되고, 베어링/가스/플랭크/축방향 힘이 단일의 구성요소 내에서 연결된다.
압축기(410)는, 셸(412), 캡(414) 및 베이스(416)에 의해 규정되는 공간이 배출 압력에 있는 하이 사이드(high side) 타입인 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 배출 피팅(418)은 셸(412) 또는 캡(414) 상에 간편하게 위치될 수 있다. 입구 피팅(422)은 셸(412)과 밀봉되도록 맞물려 셸(412)을 통하여 뻗어있고, 입구 피팅(422)은 압축기(410)에 흡입 압력에서 가스를 제공하기 위하여 비선회 스크롤 부재(468) 내부에 밀봉되도록 수용된다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기가 도시되어 있고, 도면부호 510으로 지칭된다.
스크롤 압축기(510)는 대체로 원통형 밀폐 셸(512)을 포함하고, 밀폐 셸(512)은 그 상단부에서 캡(514)에 용접되어 있고 그 하단부에서 베이스(516)에 용접되어 있다. 베이스(516)는 일체로 형성되어 있는 복수의 설치 다리(도면에 미 도시)를 구비하고 있다. 캡(514)에는 냉매 배출 피팅(518)을 구비하고 있고, 냉매 배출 피팅(518)은 내부에 일반적인 배출 밸브(도면에 미 도시)를 구비할 수 있다. 셸(512)에 고정되어 있는 다른 주 구성요소는 입구 피팅(522), 셸(512)에 적절히 고정되어 있는 주 베어링 하우징(524), 및 모터 고정자(528)를 포함한다. 모터 고정자(528)는 단면이 대체로 정사각형이지만, 셸(512) 내부에 모터 고정자(528)를 압력끼워맞춤할 수 있도록 모서리부분이 둥글게 처리되어 있다. 모터 고정자(528)의 둥근 모서리 사이의 편평한 부분은 모터 고정자(528)와 셸(512) 사이에 통로를 제공함으로써, 셸(512)의 상부로부터 셸(512)의 하부까지 윤활제가 되돌아오는 흐름을 촉진하게 된다.
편심 크랭크 핀(532)을 구비하고 있는 구동 샤프트, 즉 크랭크샤프트(530)는 주 베어링 하우징(524)에서 베어링(534)에서 베어링(535)에, 동시에 외부 베어링 구조(538)에서 베어링(536)에 회전가능하게 저널 되어 있다. 외부 베어링 구 조(538)는 주 베어링 하우징(524)의 외주부 및 캡(514)에 부착되어 있다. 크랭크샤프트(530)는, 윤활 베어링(536)을 향하여 상향으로 뻗어있고 반경방향으로 기울어져 외측으로 위치하고 있는 보어(542)와 연통하는 관형 확장부(540)를 크랭크샤프트(530)의 하단부에 구비하고 있다. 셸(512) 내부의 하부는 윤활 오일로 채워지는 오일 섬프를 형성하고 있다. 관형 확장부(540)는 오일 섬프 내부로 뻗어 있고, 관형 확장부(536)는 보어(542)와 함께 윤활 오일을 크랭크샤프트(530) 위로 퍼 올려 윤활이 필요한 압축기(510)의 다양한 부분으로 최종적으로 공급하는 펌프로서의 역할을 한다.
크랭크샤프트(530)는, 권선을 구비하고 있는 모터 고정자(528) 및 크랭크샤프트(530) 상에 압력끼워맞춤되는 모터 로터(544)를 포함하는 전기 모터에 의해 구동된다. 하부 평형추(546)는 모터 로터(544)에 부착되어 있고, 상부 평형추(548)는 크랭크샤프트(530)의 상단부에 부착되어 있다. 일반적인 타입의 모터 프로텍터(550)가 모터 권선에 인접한 부근에 제공되어서, 모터 권선이 정상 작동 온도를 초과할 경우에 모터 프로텍터(550)가 모터에 전원을 끊게 된다.
크랭크샤프트(530)는 선회 스크롤 부재(556)의 중심부를 관통하여 뻗어있다. 선회 스크롤 부재(556)는 나선형 날개, 즉 나선형 랩(560)을 구비하고 있는 단부 플레이트(558)를 포함하고 있다. 나선형 랩(560)은 후술하는 바와 같이 빠른 압축 프로파일을 구비하도록 설계되어 있다. 단부 플레이트(558)로부터 아래로 돌출되어 있는 것은 내부에 저널 베어링(564)을 구비하고 있는 원통형 허브(562)이고, 원통형 허브(562)에는 크랭크 핀(532)이 작동가능하게 배치되어 있다. 베어링(536) 및 크랭크 핀(532)의 사이에서 크랭크샤프트(530)에 있는 나사산이 형성된 영역은, 조립시에 선회 스크롤 부재(556)가 베어링(536) 위로 조립될 수 있는 방식으로 형성되어 있다.
선회 스크롤 랩(560)은 비선회 스크롤 부재(568)의 일부를 형성하고 있는 비선회 스크롤 랩(566)과 맞물려 있다. 비선회 스크롤 부재(568)는 주 베어링 하우징(524)과 일체로 되어 있다. 비선회 스크롤 부재(568)에 대하여 선회 스크롤 부재(556)가 선회 운동을 하는 동안에, 이동하는 유체 포켓이 형성되고, 유체 포켓이 스크롤 부재(556 및 568)의 반경방향 외측 위치로부터 중심 위치로 이동하면서 유체 포켓의 부피가 감소함에 따라 유체가 유체 포켓 내에서 압축된다.
선회 스크롤 부재(556)는 반경방향 내측을 향하여 배치된 배출 포트(570)를 구비하고 있다. 배출 포트(570)는, 캡(514) 및 셸(512)에 의해 규정되는 배출 챔버(572)와 연통되어 있다. 스크롤 랩(560 및 566) 사이에서 이동하는 포켓에 의해 압축된 유체는 배출 포트(570)를 통하여 배출 챔버(572)로 배출된다.
배출 포트(570)(도 17에 더욱 상세하게 도시되어 있음)는 비선회 스크롤 부재(566)의 베이스 플레이트(baseplate) 안쪽으로 가공되어 있고, 배출 가스가 배출 챔버(572)를 향하여 압축 구멍(cavity)을 빠져나갈 수 있도록 한다. 배출 포트(570)의 형상은, 압축 상태의 포켓이 배출 포트(570)와 연통되기 시작하는 비선회 스크롤 랩(566)과 선회 스크롤 랩(560)의 상대적인 위치를 결정하고, 그 형상은 당업자에 의하여 특정한 작동 상태에서 압축 손실을 최소화하도록 결정될 수 있다. 통로(574)를 통하여, 배출 가스는 캡(514)의 상부로 이동하고 배출 피팅(518)을 통 하여 압축기(510)을 벗어난다.
스크롤 부재(556 및 568)의 상대적인 회전은, 비선회 스크롤 부재(568)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 1 키; 및 선회 스크롤 부재(556)에서 직경방향으로 대향하는 슬롯에 미끄럼운동가능하게 배치되어 있는 한 쌍의 제 2 키;를 구비하고 있는 올덤 커플링(588)에 의해 방지된다.
전술한 바와 같이, 스크롤 랩(560 및 566)는 빠른 압축 스크롤 프로파일을 형성하게 된다. 빠른 압축 스크롤 프로파일에 의하여, 랩이 더 짧아지고, 툴의 가로세로비가 낮아지며, 날개의 가로세로비가 낮아지고, 상부 평형추(548)를 위한 레이스(race)를 제외하고는 단부 플레이트(558)의 배면을 가공할 필요가 없어지고, 선회 스크롤 부재(556)를 분말 금속 공정을 이용하여 제조할 수 있게되는 장점이 생긴다. 스크롤 랩(560 및 566)에 대한 바람직한 프로파일이 아래 표에 제시된다. 표에서 Ri는 최초 회전 반경 편향을 나타내고, RG는 발생하는 반경 편향을 나타낸다.
Figure 112007066681570-pat00003
도면에 도시된 바와 같이, 주 베어링 하우징(524) 및 비선회 스크롤 부 재(568)는 일체인 구성요소이다. 이러한 구성요소는 주철로부터 가공되는 것이 바람직하고, 비선회 스크롤 부재(568)와 주 베어링 하우징(524)을 일체로 구비함으로써 베어링 보어가 비선회 스크롤 랩(566)의 가공을 위한 고정장치로 사용될 수 있다는 장점이 있다. 베어링 보어를 스크롤 랩의 가공을 위한 고정장치로 사용함으로써, 공차의 적체가 최소화되고, 반경방향의 컴플라이언스가 최소화되거나 감소되고, 베어링/가스/플랭크/축방향 힘이 단일의 구성요소 내에서 연결된다.
압축기(510)는, 셸(512), 캡(514) 및 베이스(516)에 의해 규정되는 공간이 배출 압력에 있는 하이 사이드 타입인 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 배출 피팅(518)은 셸(512) 또는 캡(514) 상에 간편하게 위치될 수 있다. 입구 피팅(522)은 셸(512)과 밀봉되도록 맞물려 셸(512)을 통하여 뻗어있고, 입구 피팅(522)은 압축기(510)에 흡입 압력에서 가스를 제공하기 위하여 비선회 스크롤 부재(568) 내부에 밀봉되도록 수용된다.
본 발명에 관하여 전술한 기재는 사실상 일례를 기재한 것에 불과하므로, 본 발명의 범위 내에서 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 변형이 가능하다. 이러한 변형은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 것이다.
도 1은 본 발명의 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기의 수직 전단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압축기의 구동 샤프트, 올덤 커플링, 평형추, 두 개의 스크롤 부재를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 선회 스크롤 부재의 스크롤 랩 프로파일을 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 비선회 스크롤 부재의 스크롤 랩 프로파일을 도시하는 사시도이다.
도 5는 올덤 커플링이 요동 링크로 교체된 압축기의 수직 전단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 바와 같이 올덤 커플링을 대신하여 요동 링크가 도시되어 있다는 점을 제외하고는 도 2와 유사한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기의 수직 전단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 구동 샤프트를 지지하기 위한 상부 베어링 유지부를 도시하는, 도 2와 유사한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기의 수직 전단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 선회 스크롤 부재의 사시도이다.
도 11은 도 9에 도시된 비선회 스크롤 부재의 배출 포트에 관한 확대 사시도 이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기의 수직 전단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 로터리 밸브의 평면도이다.
도 14는 도 12에 도시된 로터리 밸브의 저면 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기의 수직 전단면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적인 구성을 포함하는 스크롤 압축기의 수직 전단면도이다.
도 17은 도 16에 도시된 비선회 스크롤 머신의 사시도이다.

Claims (40)

  1. 스크롤 압축기에 있어서,
    배출 포트를 규정하는 선회 단부 플레이트 및 상기 선회 단부 플레이트로부터 뻗어있는 선회 나선형 랩을 구비하고 있는 선회 스크롤 부재;
    비선회 단부 플레이트 및 상기 비선회 단부 플레이트로부터 뻗어있고 상기 선회 나선형 랩과 서로 맞물려 있는 비선회 나선형 랩을 구비하고 있는 비선회 스크롤 부재;
    상기 비선회 나선형 랩의 반대방향으로 상기 비선회 단부 플레이트로부터 뻗어있는 베어링 하우징;
    상기 선회 스크롤 부재를 상기 비선회 스크롤 부재에 대하여 선회시켜, 상기 선회 나선형 랩 및 상기 비선회 나선형 랩이 흡입압력 구역 및 배출압력 구역 사이에서 부피가 점진적으로 변하는 포켓을 형성하게 하는 구동 부재; 및
    상기 선회 단부 플레이트에 인접한 위치에서 상기 구동 부재에 부착되어 있는 평형추;를 포함하고,
    상기 구동 부재는 상기 베어링 하우징, 상기 비선회 스크롤 부재 및 상기 선회 스크롤 부재를 통하여 뻗어있으며,
    상기 평형추는 상기 배출 포트를 통과하는 유체 흐름을 제어하기 위한 배출 밸브를 규정하기 위하여 상기 배출 포트에 인접하여 회전하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링 하우징은 상기 비선회 스크롤 부재의 상기 비선회 단부 플레이트와 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤 부재 및 상기 비선회 스크롤 부재의 상대적인 회전을 방지하기 위하여 상기 선회 스크롤 부재에 맞물려 있는 올덤 커플링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤 부재 및 상기 비선회 스크롤 부재의 상대적인 회전을 방지하기 위하여 상기 선회 스크롤 부재에 맞물려 있는 요동 링크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크롤 압축기 중에서 고정된 구성요소에 부착되어 있는 상부 베어링 하우징을 더 포함하고,
    상기 상부 베어링 하우징은 상기 구동 부재를 회전가능하게 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부 베어링 하우징은 상기 비선회 스크롤 부재의 상기 비선회 단부 플레이트와 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤 부재 및 상기 비선회 스크롤 부재의 상대적인 회전을 방지하기 위하여 상기 선회 스크롤 부재에 맞물려 있는 올덤 커플링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 스크롤 압축기에 있어서,
    선회 단부 플레이트, 상기 선회 단부 플레이트로부터 뻗어있고 배출 슬롯을 포함하는 허브 및 상기 선회 단부 플레이트로부터 뻗어있는 선회 나선형 랩을 구비하고 있는 선회 스크롤 부재;
    비선회 단부 플레이트 및 상기 비선회 단부 플레이트로부터 뻗어있고 상기 선회 나선형 랩과 서로 맞물려 있는 비선회 나선형 랩을 구비하고 있는 비선회 스크롤 부재;
    상기 비선회 나선형 랩의 반대방향으로 상기 비선회 단부 플레이트로부터 뻗어있는 베어링 하우징;
    상기 선회 스크롤 부재를 상기 비선회 스크롤 부재에 대하여 선회시켜, 상기 선회 나선형 랩 및 상기 비선회 나선형 랩이 흡입압력 구역 및 배출압력 구역 사이에서 부피가 점진적으로 변하는 포켓을 형성하게 하는 구동 부재;를 포함하고,
    상기 구동 부재는 상기 베어링 하우징, 상기 비선회 스크롤 부재 및 상기 선회 스크롤 부재를 통하여 뻗어있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 비선회 스크롤 부재는 배출 포트를 규정하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 배출 슬롯은 상기 배출 포트와 주기적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 베어링 하우징은 상기 비선회 스크롤 부재의 상기 비선회 단부 플레이트와 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤 부재 및 상기 비선회 스크롤 부재의 상대적인 회전을 방지하기 위하여 상기 선회 스크롤 부재에 맞물려 있는 올덤 커플링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 배출 슬롯은 상기 허브의 말단에 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 배출 슬롯은 상기 허브를 통과하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤 부재는 분말 금속 공정에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 선회 나선형 랩과 상기 비선회 나선형 랩 중 적어도 하나는 빠른 압축 스크롤 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  27. 모터;
    상기 모터에 의해 구동되고 선회 단부 플레이트 및 상기 선회 단부 플레이트로부터 뻗어있는 선회 나선형 랩을 구비하고 있는 선회 스크롤 부재;
    비선회 단부 플레이트 및 상기 비선회 단부 플레이트로부터 뻗어있고 상기 선회 나선형 랩과 서로 맞물려 있는 비선회 나선형 랩을 구비하고 있는 비선회 스크롤 부재;
    상기 비선회 나선형 랩과 통합적으로 형성되고 상기 비선회 나선형 랩의 반대방향으로 상기 모터를 향하여 상기 비선회 단부 플레이트로부터 뻗어있는 베어링 하우징;
    상기 모터에 의해 구동되고 상기 선회 스크롤 부재를 상기 비선회 스크롤 부재에 대하여 선회시켜, 상기 선회 나선형 랩 및 상기 비선회 나선형 랩이 흡입압력 구역 및 배출압력 구역 사이에서 부피가 점진적으로 변하는 포켓을 형성하게 하는 구동 부재;를 포함하고,
    상기 구동 부재는 상기 베어링 하우징, 상기 비선회 스크롤 부재 및 상기 선회 스크롤 부재를 통하여 뻗어있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤 부재 및 상기 비선회 스크롤 부재의 상대적인 회전을 방지하기 위하여 상기 선회 스크롤 부재에 맞물려 있는 올덤 커플링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 스크롤 압축기 중에서 고정된 구성요소에 부착되어 있는 상부 베어링 하우징을 더 포함하고,
    상기 상부 베어링 하우징은 상기 구동 부재를 회전가능하게 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 비선회 스크롤 부재는 배출 포트를 규정하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤 부재는 상기 배출 포트와 주기적으로 연통되는 배출 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤 부재는 분말 금속으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  33. 제 27 항에 있어서,
    상기 선회 나선형 랩과 상기 비선회 나선형 랩 중 적어도 하나는 빠른 압축 스크롤 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  34. 스크롤 압축기에 있어서,
    선회 단부 플레이트, 상기 선회 단부 플레이트로부터 뻗어있고 말단부에 형성된 배출 슬롯을 포함하는 허브 및 상기 선회 단부 플레이트로부터 뻗어있는 선회 나선형 랩을 구비하고 있는 선회 스크롤 부재;
    상기 배출 슬롯과 연통되는 배출 포트를 규정하며 비선회 단부 플레이트 및 상기 비선회 단부 플레이트로부터 뻗어있고 상기 선회 나선형 랩과 서로 맞물려 있는 비선회 나선형 랩을 구비하고 있는 비선회 스크롤 부재;
    상기 비선회 단부 플레이트로부터 뻗어있는 베어링 하우징;
    상기 선회 스크롤 부재를 상기 비선회 스크롤 부재에 대하여 선회시켜, 상기 선회 나선형 랩 및 상기 비선회 나선형 랩이 흡입압력 구역 및 배출압력 구역 사이에서 부피가 점진적으로 변하는 포켓을 형성하게 하는 구동 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 구동 부재와 구동가능하게 결합된 모터를 더 포함하고,
    상기 베어링 하우징은 상기 비선회 단부 플레이트로부터 상기 모터를 향하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 구동 부재는 상기 베어링 하우징, 상기 비선회 스크롤 부재 및 상기 선회 스크롤 부재를 통하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 배출 슬롯은 상기 선회 스크롤 부재가 선회 동작하는 동안 상기 배출 포트와 주기적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 선회 스크롤 부재는 분말 금속으로부터 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  39. 제 34 항에 있어서,
    상기 선회 나선형 랩 및 상기 비선회 나선형 랩 중 적어도 하나는 빠른 압축 스크롤 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7371059B2 (en) * 2006-09-15 2008-05-13 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor with discharge valve
US8133300B1 (en) 2008-07-31 2012-03-13 S&R Compression, LLC Systems and methods for oil/gas separation
US7988433B2 (en) 2009-04-07 2011-08-02 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation assembly
US20110033326A1 (en) * 2009-08-06 2011-02-10 Emerson Electric Co. Scroll compressor with radially configured motor winding
US8974198B2 (en) 2009-08-10 2015-03-10 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having counterweight cover
KR101736861B1 (ko) * 2010-05-12 2017-05-17 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
GB201007028D0 (en) * 2010-04-28 2010-06-09 Edwards Ltd Scroll pump
JP5577297B2 (ja) * 2010-07-07 2014-08-20 株式会社日立産機システム スクロール式流体機械
KR101811291B1 (ko) 2011-04-28 2017-12-26 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR20130031734A (ko) * 2011-09-21 2013-03-29 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR101216466B1 (ko) 2011-10-05 2012-12-31 엘지전자 주식회사 올담링을 갖는 스크롤 압축기
KR101277213B1 (ko) 2011-10-11 2013-06-24 엘지전자 주식회사 바이패스 홀을 갖는 스크롤 압축기
KR101275190B1 (ko) * 2011-10-12 2013-06-18 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR101441928B1 (ko) * 2012-03-07 2014-09-22 엘지전자 주식회사 횡형 스크롤 압축기
US9039396B2 (en) 2012-07-03 2015-05-26 Emerson Climate Technologies, Inc. Piston and scroll compressor assembly
US9651043B2 (en) 2012-11-15 2017-05-16 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor valve system and assembly
US9249802B2 (en) 2012-11-15 2016-02-02 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor
CN107676260B (zh) 2013-02-26 2020-08-18 艾默生环境优化技术有限公司 压缩机和包括压缩机的系统
CN105593523B (zh) 2013-10-11 2019-11-08 特灵国际有限公司 螺杆压缩机的排放端口
US9885347B2 (en) 2013-10-30 2018-02-06 Emerson Climate Technologies, Inc. Components for compressors having electroless coatings on wear surfaces
US10436202B2 (en) * 2014-11-18 2019-10-08 Mitsubishi Electric Corporation Scroll compressor and refrigeration cycle apparatus
US9790940B2 (en) 2015-03-19 2017-10-17 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable volume ratio compressor
US10598180B2 (en) 2015-07-01 2020-03-24 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor with thermally-responsive injector
US10400770B2 (en) 2016-02-17 2019-09-03 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor with Oldham assembly
US10890186B2 (en) 2016-09-08 2021-01-12 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor
US10801495B2 (en) 2016-09-08 2020-10-13 Emerson Climate Technologies, Inc. Oil flow through the bearings of a scroll compressor
US10753352B2 (en) 2017-02-07 2020-08-25 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor discharge valve assembly
US11022119B2 (en) 2017-10-03 2021-06-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable volume ratio compressor
US10962008B2 (en) 2017-12-15 2021-03-30 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable volume ratio compressor
KR102043154B1 (ko) 2018-05-04 2019-11-11 엘지전자 주식회사 전동식 압축기
US10995753B2 (en) 2018-05-17 2021-05-04 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation assembly
KR102123970B1 (ko) * 2018-11-16 2020-06-17 엘지전자 주식회사 전동식 압축기
US11136977B2 (en) 2018-12-31 2021-10-05 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having Oldham keys
GB2583373A (en) * 2019-04-26 2020-10-28 Edwards Ltd Scroll pump crank sleeve
FR3102812B1 (fr) 2019-11-06 2021-11-19 Danfoss Commercial Compressors Compresseur à spirales ayant un moteur monté en force et une entrée d’aspiration verticalement centrale
EP4177439A1 (en) * 2021-04-26 2023-05-10 Dabir Surfaces, Inc. Center camshaft scroll pump
US11655813B2 (en) 2021-07-29 2023-05-23 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor modulation system with multi-way valve
DE102021210295A1 (de) 2021-09-16 2023-03-16 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Scrollmaschine
CN114795658B (zh) * 2022-03-11 2023-05-16 河北医科大学第二医院 一种带有负压装置的vsd贴
US11846287B1 (en) 2022-08-11 2023-12-19 Copeland Lp Scroll compressor with center hub
US11965507B1 (en) 2022-12-15 2024-04-23 Copeland Lp Compressor and valve assembly

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05296168A (ja) * 1992-04-17 1993-11-09 Hitachi Ltd スクロール圧縮機
JPH07109984A (ja) * 1993-10-13 1995-04-25 Toyota Autom Loom Works Ltd スクロール型圧縮機
KR20030061117A (ko) * 2002-01-10 2003-07-18 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치
KR20030066444A (ko) * 2002-02-05 2003-08-09 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 공기공급장치

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57146085A (en) * 1981-03-03 1982-09-09 Sanden Corp Scroll type fluid apparatus
JPS6047444B2 (ja) * 1981-10-12 1985-10-22 サンデン株式会社 スクロ−ル型流体装置
US4552518A (en) * 1984-02-21 1985-11-12 American Standard Inc. Scroll machine with discharge passage through orbiting scroll plate and associated lubrication system
JPS61152984A (ja) * 1984-12-26 1986-07-11 Nippon Soken Inc スクロ−ル型圧縮機
JPS62162786A (ja) * 1986-01-10 1987-07-18 Sanyo Electric Co Ltd スクロ−ル圧縮機
US4846640A (en) * 1986-09-24 1989-07-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Scroll-type vacuum apparatus with rotating scrolls and discharge valve
DE3719950A1 (de) * 1987-06-15 1989-01-05 Agintec Ag Verdraengermaschine
KR920006046B1 (ko) * 1988-04-11 1992-07-27 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 스크롤 콤프레서
JPH0237192A (ja) * 1988-05-12 1990-02-07 Sanden Corp スクロール型流体装置
US4898520A (en) * 1988-07-18 1990-02-06 United Technologies Corporation Method of and arrangement for reducing bearing loads in scroll compressors
DE58906623D1 (de) * 1988-08-03 1994-02-17 Aginfor Ag Verdrängermaschine nach dem Spiralprinzip.
JPH0788822B2 (ja) * 1989-04-20 1995-09-27 株式会社日立製作所 オイルフリー式スクロール形流体機械
US5340287A (en) * 1989-11-02 1994-08-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Scroll-type compressor having a plate preventing excess lift of the crankshaft
JP2538079B2 (ja) * 1989-11-02 1996-09-25 松下電器産業株式会社 スクロ―ル圧縮機
JP2592154B2 (ja) * 1990-02-08 1997-03-19 三菱重工業株式会社 スクロール型流体機械
US5152682A (en) * 1990-03-29 1992-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Scroll type fluid machine with passageway for innermost working chamber
US5199862A (en) * 1990-07-24 1993-04-06 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Scroll type fluid machinery with counter weight on drive bushing
JPH04140492A (ja) * 1990-10-01 1992-05-14 Toshiba Corp ガス圧縮装置
JPH0487382U (ko) * 1990-12-06 1992-07-29
JPH04365902A (ja) * 1991-06-12 1992-12-17 Mitsubishi Electric Corp スクロール型流体機械
JP2718295B2 (ja) * 1991-08-30 1998-02-25 ダイキン工業株式会社 スクロール圧縮機
KR0168867B1 (ko) * 1991-12-20 1999-01-15 가나이 쯔또무 스크롤형 유체기계, 스크롤부재 및 그 가공방법
TW253929B (ko) * 1992-08-14 1995-08-11 Mind Tech Corp
JP2910457B2 (ja) * 1992-09-11 1999-06-23 株式会社日立製作所 スクロール流体機械
JP3106735B2 (ja) * 1992-10-28 2000-11-06 株式会社豊田自動織機製作所 スクロール型圧縮機
US5318424A (en) * 1992-12-07 1994-06-07 Carrier Corporation Minimum diameter scroll component
JP2682790B2 (ja) * 1993-12-02 1997-11-26 株式会社豊田自動織機製作所 スクロール型圧縮機
DE69506036T2 (de) * 1994-06-17 1999-06-10 Asuka Japan Co., Ltd., Yamaguchi Spiralverdrängermaschine
AU4645196A (en) * 1994-12-23 1996-07-19 Bristol Compressors, Inc. Scroll compressor having bearing structure in the orbiting scroll to eliminate tipping forces
JP3509299B2 (ja) * 1995-06-20 2004-03-22 株式会社日立製作所 スクロール圧縮機
JP3010174B2 (ja) * 1995-11-24 2000-02-14 株式会社安永 スクロール型流体機械
JP3423514B2 (ja) * 1995-11-30 2003-07-07 アネスト岩田株式会社 スクロール流体機械
JP3194076B2 (ja) * 1995-12-13 2001-07-30 株式会社日立製作所 スクロール形流体機械
JPH1089003A (ja) * 1996-09-20 1998-04-07 Hitachi Ltd 容積型流体機械
JPH1182333A (ja) * 1997-09-12 1999-03-26 Kimie Nakamura スクロール流体機械
JP2001516848A (ja) * 1997-09-16 2001-10-02 アテリエ ビスク ソシエテ アノニム らせん式真空ポンプ
US6068459A (en) * 1998-02-19 2000-05-30 Varian, Inc. Tip seal for scroll-type vacuum pump
JP3544309B2 (ja) * 1998-11-09 2004-07-21 株式会社豊田自動織機 燃料電池装置
JP3637792B2 (ja) * 1998-11-18 2005-04-13 株式会社豊田自動織機 燃料電池装置
JP2000220584A (ja) * 1999-02-02 2000-08-08 Toyota Autom Loom Works Ltd スクロール型圧縮機
US6174149B1 (en) * 1999-03-16 2001-01-16 Scroll Technologies Scroll compressor with captured counterweight
US6257840B1 (en) * 1999-11-08 2001-07-10 Copeland Corporation Scroll compressor for natural gas
US6746223B2 (en) * 2001-12-27 2004-06-08 Tecumseh Products Company Orbiting rotary compressor
US6705848B2 (en) * 2002-01-24 2004-03-16 Copeland Corporation Powder metal scrolls
JP2005264827A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Sanden Corp スクロール圧縮機
US7371059B2 (en) * 2006-09-15 2008-05-13 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor with discharge valve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05296168A (ja) * 1992-04-17 1993-11-09 Hitachi Ltd スクロール圧縮機
JPH07109984A (ja) * 1993-10-13 1995-04-25 Toyota Autom Loom Works Ltd スクロール型圧縮機
KR20030061117A (ko) * 2002-01-10 2003-07-18 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기의 고진공 방지 장치
KR20030066444A (ko) * 2002-02-05 2003-08-09 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 공기공급장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20110150688A1 (en) 2011-06-23
CN101892984B (zh) 2013-09-11
US7371059B2 (en) 2008-05-13
CN101892984A (zh) 2010-11-24
US8393882B2 (en) 2013-03-12
KR20080025333A (ko) 2008-03-20
CN101144474A (zh) 2008-03-19
US20080069713A1 (en) 2008-03-20
US20080193312A1 (en) 2008-08-14
EP1906021A2 (en) 2008-04-02
US7896629B2 (en) 2011-03-01
CN101144474B (zh) 2010-09-01

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