KR101155511B1 - 압축 기구 및 스크롤 압축기 - Google Patents

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미츠히코 키시카와
히로유키 야마지
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야스히로 무라카미
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Abstract

압축 기구의 강도와 강성을 높이면서, 눌어붙음(seizing)을 방지하는 것이 목적으로 된다. 스크롤 압축기(1)는 압축 기구(15)를 구비한다. 압축 기구(15)는, 고정 스크롤(24)과 가동 스크롤(26)을 가지고, 냉매를 압축한다. 고정 스크롤(24)과 가동 스크롤(26)에서 이용되는 재질이 서로 다르다. 구체적으로는, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26)의 어느 일방(一方)은, 반용융 다이캐스트법에 의하여 주철을 성형한 성형품이다. 그리고 타방(他方)은 회주철품이다. 회주철품에는, 인장 강도가 250N/mm2 이상 300N/mm2 미만의 것을 채용할 수 있다.

Description

압축 기구 및 스크롤 압축기{COMPRESSION MECHANISM AND SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 압축기 및 스크롤 압축기에 관한 것이고, 특히 압축 기구에 이용되는 재질에 관한 것이다.
스크롤형의 압축기는, 냉매를 압축하는 압축 기구를 구비하고 있다. 압축 기구는, 서로 맞물리는 소용돌이 형상으로 연장된 압축 부재를 가진 고정 스크롤 및 가동 스크롤을 구비한다.
종래는, 고정 스크롤과 가동 스크롤에는, 같은 재질이 이용되는 것이 많다. 이러한 재질에는, 예를 들어 회주철품이나, 반용융 다이캐스트법에 의하여 주철을 성형하여 얻어진 성형품 등을 채용하는 것이 제안되어 있다.
덧붙여, 본 발명에 관련하는 기술을 이하에 나타낸다.
일본국공개특허공보특개2005-36693호
그러나, 고정 스크롤과 가동 스크롤에 같은 재질의 것을 이용한 경우, 이하의 문제가 있었다.
즉, 압축 기구의 강도와 강성을 높일 수 있어도, 고정 스크롤과 가동 스크롤과의 눌어붙음(seizing)이 생기기 쉬웠다. 눌어붙음이 생기면, 압축 기구를 구동할 수 없게 된다. 이러한 문제는, 반용융 다이캐스트법으로 얻어진 성형품을 채용한 경우에 현저하다.
또한, 눌어붙음을 생기기 어렵게 할 수 있어도, 압축 기구의 강도와 강성은 낮은 상태였다. 같은 흡입 용적을 확보하면서 압축 기구를 소형화하기 위해서는, 소용돌이 형상의 압축 부재의 두께를 작게 하고, 또한 그 높이를 크게 할 필요가 있다. 그러나, 강도와 강성이 낮으면, 구동 시에 압축 부재가 변형 혹은 파단할 우려가 있다. 이러한 문제는, 회주철품을 채용한 경우에 현저하다.
본 발명은, 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 압축 기구의 강도와 강성을 높이면서, 눌어붙음을 방지하는 것이 목적으로 된다.
제1 발명에 관련되는 압축 기구는, 스크롤 압축기에 이용되는 압축 기구이고, 고정 스크롤과 가동 스크롤을 구비한다. 고정 스크롤 및 가동 스크롤의 어느 일방(一方)은, 반용융 다이캐스트법에 의하여 주철을 성형한 성형품이고, 타방(他方)은 회주철품이다.
제2 발명에 관련되는 압축 기구는, 제1 발명에 관련되는 압축 기구이고, 성형품의 표면에 있어서의 흑연의 면적률과 회주철품의 표면에 있어서의 흑연의 면적률과의 합이, 10% 이상 20% 이하이다.
제3 발명에 관련되는 압축 기구는, 제2 발명에 관련되는 압축 기구이고, 성형품의 흑연의 면적률은, 2% 이상 6% 이하이다.
제4 발명에 관련되는 압축 기구는, 제1 내지 제3 발명 중 어느 하나에 관련되는 압축 기구이고, 회주철품의 인장 강도는, 250N/mm2 이상 300N/mm2 미만이다.
제5 발명에 관련되는 압축 기구는, 제1 내지 제3 발명 중 어느 하나에 관련되는 압축 기구이고, 고정 스크롤이 회주철품이고, 가동 스크롤이 성형품이다.
제6 발명에 관련되는 압축 기구는, 제5 발명에 관련되는 압축 기구이고, 가동 스크롤은, 고정 스크롤 측으로 밀어붙여 배설(配設)된다.
제7 발명에 관련되는 압축 기구는, 제5 발명에 관련되는 압축 기구이고, 고정 스크롤 및 가동 스크롤은, 서로 맞물리는 소용돌이 형상으로 연장된 압축 부재와, 압축 부재를 각각 고정하는 고정 부재를 가진다. 고정 스크롤의 고정 부재에는, 제1 공간과 제2 공간을 연통(連通)하는 구멍이 설치되어 있다. 제1 공간은, 고정 스크롤의 압축 부재로 형성되고, 소용돌이 형상으로 연장되어 있다. 제2 공간은, 가동 스크롤과는 반대 측에 위치한다. 가동 스크롤의 압축 부재는, 구멍의 제1 공간 측의 입구를 막을 수 있다.
제8 발명에 관련되는 압축 기구는, 제7 발명에 관련되는 압축 기구이고, 가동 스크롤 측으로부터 보았을 때의 구멍은, 그 일부가 고정 스크롤의 압축 부재에 겹쳐져 있다.
제9 발명에 관련되는 압축 기구는, 제5 발명에 관련되는 압축 기구이고, 고정 스크롤 및 가동 스크롤은, 서로 맞물리는 소용돌이 형상으로 연장된 압축 부재를 가진다. 가동 스크롤은, 연장 부재를 더 가진다. 연장 부재는, 가동 스크롤의 압축 부재의 외주(外周) 측의 단(端)으로부터 연장된 부재이고, 고정 스크롤의 압축 부재와는 맞물리지 않는다.
제10 발명에 관련되는 압축 기구는, 제1 내지 제3 발명 중 어느 하나에 관련되는 압축 기구이고, 고정 스크롤 및 가동 스크롤은, 서로 맞물리는 소용돌이 형상으로 연장된 압축 부재를 각각 가진다. 고정 스크롤 및 가동 스크롤 중 성형품에 속하는 압축 부재의 두께의, 회주철품에 속하는 압축 부재의 두께에 대한 비가, 성형품의 영률(Young's modulus)의, 회주철품의 영률에 대한 비에 기초하여 산출된 값과 동일하다.
제11 발명에 관련되는 압축 기구는, 제10 발명에 관련되는 압축 기구이고, 두께의 비가, 영률의 비의 역수 이하이다.
제12 발명에 관련되는 압축 기구는, 제10 발명에 관련되는 압축 기구이고, 성형품의 영률은 175GPa 이상 190GPa 이하이다.
제13 발명에 관련되는 스크롤 압축기는, 제1 내지 제3 발명 중 어느 하나에 관련되는 압축 기구를 구비한다.
제14 발명에 관련되는 스크롤 압축기는, 제13 발명에 관련되는 스크롤 압축기이고, 이산화탄소를 성분으로서 포함하는 냉매를 압축한다.
제1 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 고정 스크롤 및 가동 스크롤의 어느 일방이 반용융 다이캐스트법에 의한 성형품이고, 타방이 회주철품이기 때문에, 모두가 반용융 다이캐스트법에 의한 성형품인 경우에 비하여, 고정 스크롤과 가동 스크롤이 늘어붙기 어렵다.
게다가, 반용융 다이캐스트법에 의한 성형품은, 회주철품보다도 강도와 강성이 높기 때문에, 서로 맞물리는 소용돌이 형상으로 연장된 압축 부재를 가지는 고정 스크롤 및 가동 스크롤에 있어서, 고정 스크롤 및 가동 스크롤의 양방(兩方)에 회주철품을 이용한 경우보다도, 압축 부재의 두께를 작게 할 수 있다. 따라서, 같은 흡입 용적을 확보하면서 압축 기구를 소형화할 수 있다. 같은 사이즈의 압축 기구를 채용한 경우에는, 흡입 용적을 크게 할 수 있다.
나아가, 반용융 다이캐스트법에 의한 성형품은, 회주철품보다도 강성이 높기 때문에, 압축 시의 압력에 의한 압축 기구의 변형을 방지할 수 있다. 따라서, 압축 가스가 압축 기구로부터 누출되는 일이 거의 없고, 그 때문에 압축기 효율의 저하를 방지할 수 있다.
제2 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 흑연의 면적률의 합이 크기 때문에, 고정 스크롤과 가동 스크롤과의 눌어붙음을 방지하기 쉽다.
제3 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 성형품에 있어서 눌어붙음 방지에 필요한 흑연 면적률을 확보할 수 있다. 따라서, 고정 스크롤과 가동 스크롤이 늘어붙기 어렵다.
제4 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 변형이나 파단을 방지하는데 필요한 강도와 강성을 확보할 수 있다.
제5 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 반용융 다이캐스트법에 의한 성형품은 강도와 강성이 높기 때문에, 서로 맞물리는 소용돌이 형상으로 연장된 압축 부재를 가지는 고정 스크롤 및 가동 스크롤에 있어서, 고정 스크롤 및 가동 스크롤의 양방에 회주철품을 이용한 경우보다도, 압축 부재의 두께를 작게 할 수 있다. 따라서, 같은 흡입 용적을 확보하면서 압축 기구를 소형화할 수 있다. 같은 사이즈의 압축 기구를 채용한 경우에는, 흡입 용적을 크게 할 수 있다. 게다가, 가동 스크롤을 가볍게 할 수 있고, 그 때문에 가동 스크롤의 구동에 필요한 토크(torque)를 저감할 수 있다. 나아가서는, 반용융 다이캐스트법에 의한 성형품을 이용하는 것에 의한 코스트의 증대를 억제할 수 있다.
제6 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 고정 스크롤과 가동 스크롤의 압축 부재와의 사이에 간극(間隙)이 생기는 것을 방지할 수 있고, 그 때문에 압축기 효율의 저하를 방지할 수 있다. 게다가, 가동 스크롤은 반용융 다이캐스트법에 의한 성형품이고 강도와 강성이 높기 때문에, 고정 스크롤에 밀어붙여도 변형하기 어렵다.
제7 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 구멍을 설치한 것에 의한 압축기 효율의 저하를 방지할 수 있다. 이것은, 가동 스크롤의 압축 부재가 구멍을 가로지를 때에, 구멍의 입구가 압축 부재의 양측에 개구(開口)하는 일이 없다. 즉, 압축 부재로 칸막이된 제1 공간이 구멍을 통하여 연통하지 않는다.
제8 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 제1 공간 측의 입구의 면적보다도 제2 공간 측의 출구의 면적을 크게 할 수 있다. 따라서, 압축 가스의 빠짐을 좋게 할 수 있다.
제9 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 제2 부분을 설치하는 것으로, 소용돌이의 중심과는 반대 측에 있는 제1 부분의 단의 강도와 강성이 높아진다. 따라서, 제1 부분의 가공 시의 변형을 방지할 수 있다.
제10 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 영률의 비에 기초하여 두께의 비를 산출하는 것으로, 성형품 쪽의 압축 부재의 휨량과 회주철품 쪽의 압축 부재의 휨량을 대략 동일하게 할 수 있다. 따라서, 당해 압축 부재가 휘는 것에 의한 압축기 효율의 저하를 방지할 수 있다.
제11 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 성형품 쪽의 압축 부재의 두께를 작게 할 수 있기 때문에, 압축 기구를 소형화할 수 있다.
제12 발명에 관련되는 압축 기구에 의하면, 성형품의 휨에 의한 압축기 효율의 저하가 거의 생기지 않는다.
제13 발명에 관련되는 스크롤 압축기에 의하면, 압축 기구에 있어서, 고정 스크롤과 가동 스크롤의 눌어붙음이 방지된다. 따라서, 스크롤 압축기가 고장나기 어렵다.
제14 발명에 관련되는 스크롤 압축기에 의하면, 이산화탄소를 냉매에 이용한 경우여도, 스크롤 압축기의 압축기 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관련되는 스크롤 압축기를 개념적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 위치 II-II에서의 압축 기구(15)의 단면을 도시하는 도면이다.
도 3은 내눌어붙음 면압, 흑연 면적률, 경도의 각각의 값을 나타내는 도면이다.
도 4는 흑연 면적률과 내눌어붙음 면압과의 관계를 그래프로 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에서 도시되는 형상과는 다른 형상을 나타내는 압축 기구(15)를 도시하는 도면이다.
도 6은 외주 측의 단의 부분의 두께가 큰 압축 부재를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 외주 측의 단의 부분의 두께가 큰 압축 부재를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 외주 측의 단의 부분의 두께가 큰 압축 부재를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 연장 부재를 설치한 가동 스크롤을 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 10은 연장 부재를 설치한 가동 스크롤을 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 11은 연장 부재를 설치한 가동 스크롤을 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 휨량 ΔS의 두께 d2에 대한 비와, 길이 L2의 두께 d2에 대한 비와의 관계를 그래프로 도시하는 도면이다.
도 13은 릴리프 구멍의 종래예를 도시하는 도면이다.
도 14는 종래예에 있어서 압축 부재의 두께를 작게 한 태양을 도시하는 도면이다.
도 15는 종래예에 있어서 릴리프 구멍을 가늘게 한 태양을 도시하는 도면이다.
도 16은 압축 기구(15)에 적용할 수 있는 릴리프 구멍(241)을 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 17은 압축 기구(15)에 적용할 수 있는 릴리프 구멍(241)을 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 18은 압축 기구(15)에 적용할 수 있는 릴리프 구멍(241)을 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 19는 릴리프 구멍에 관하여, 방향(91)을 따르는 단면을 도시하는 도면이다.
도 20은 릴리프 구멍(241)을 경판(24a)에 복수 설치한 압축 기구를 도시하는 도면이다.
도 21은 릴리프 구멍(241)을 경판(24a)에 복수 설치한 압축 기구를 도시하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관련되는 스크롤 압축기(1)를 개념적으로 도시하는 도면이다. 덧붙여, 도 1에는 방향(91)이 도시되어 있고, 이하에서는 방향(91)의 화살표의 끝쪽을 「상측」, 그것과는 반대 측을 「하측」이라고 한다.
스크롤 압축기(1)는 케이스(11)와 압축 기구(15)를 구비한다. 케이스(11)는 통상(筒狀)이고, 방향(91)을 따라 연장되어 있다. 압축 기구(15)는 케이스(11) 내에 수납되어 있다.
도 2는 도 1에 도시되는 위치 II-II에서의 압축 기구(15)의 단면을 도시하는 도면이다. 압축 기구(15)는, 고정 스크롤(24)과 가동 스크롤(26)을 가지고, 냉매를 압축한다(도 1 및 도 2). 냉매에는, 예를 들어 이산화탄소를 주성분으로서 포함하는 것을 채용할 수 있다.
고정 스크롤(24)은, 경판(鏡板, 24a)과 압축 부재(24b)를 포함한다. 경판(24a)은, 케이스(11)의 내벽(內壁, 11a)에 고정되어 있고, 압축 부재(24b)는, 경판(24a)의 하측에 연결되어 있다(도 1). 압축 부재(24b)는, 소용돌이 형상으로 연장되어 있고, 소용돌이의 사이에 홈(24c)을 형성하고 있다(도 2). 덧붙여, 경판(24a)은, 압축 부재(24b)를 고정하는 고정 부재라고 파악할 수 있다.
가동 스크롤(26)은, 경판(26a) 및 압축 부재(26b)를 가진다. 압축 부재(26b)는, 경판(26a)의 상측에 연결되어 있고(도 1), 소용돌이 형상으로 연장된다(도 2). 덧붙여, 경판(26a)은, 압축 부재(26b)를 고정하는 고정 부재라고 파악할 수 있다.
압축 부재(26b)는, 고정 스크롤(24)의 홈(24c)에 들어간다(도 2). 압축 기구(15)에서는, 압축 부재(24b)와 압축 부재(26b)와의 사이의 공간(40)이, 경판(24a, 26a)으로 밀폐되는 것으로, 압축실로서 이용된다(도 1).
이하에서는, 압축 기구(15)에 관하여, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26)에 이용되는 재질, 압축 부재(24b, 26b)의 형상, 및 고정 스크롤(24)에 설치되는 릴리프(relief) 구멍에 관하여, 각각 제1 내지 제3 실시 형태에서 설명한다.
제1 실시 형태.
본 실시 형태에 관련되는 압축 기구(15)에서는, 고정 스크롤(24)과 가동 스크롤(26)에서 이용되는 재질이 서로 다르다.
구체적으로는, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26)의 어느 일방은, 반용융 다이캐스트법에 의하여 주철을 성형한 성형품(이하, 「반용융 다이캐스트 성형품」이라고 한다.)이다. 반용융 다이캐스트 성형품에는, 인장 강도가 600N/mm2 이상 900N/mm2 이하의 것을 채용할 수 있다.
그리고 타방은 회주철품이다. 회주철품에는, 인장 강도가 250N/mm2 이상 300N/mm2 미만의 것을 채용할 수 있다. 이것은, 변형이나 파단을 방지하는데 필요한 강도와 강성을 확보할 수 있기 때문이다. 덧붙여, 인장 강도가 250N/mm2 이상 300N/mm2 미만의 회주철품은, JIS(Japanese Industrial Standards)에서 FC250으로서 규격되어 있다.
도 3은 압축 기구(15)의 내(耐)눌어붙음 면압(面壓)(MPa), 흑연 면적률(%) 및 경도(HRB)의 각각의 값을 나타내는 표이다. 여기서, 내눌어붙음 면압은, 내눌어붙음성 시험에 있어서, 눌어붙음이 발생한 면압이다. 덧붙여, 내눌어붙음성 시험은, 디스크 형상으로 성형한 것(이하, 「디스크」라고 한다.)의 표면 상을, 핀 형상으로 성형한 것(이하, 「핀」이라고 한다.)을 소정의 조건에서 접동(摺動, 접촉하여 미끄러져 움직임)시켜 행한다. 소정의 조건은, 디스크와 핀을, R410A 냉매와 에테르유(100℃)와의 혼합액에 담근 상태로, 핀을 평균 속도 2.0(m/s)으로 접동시킨다. 그리고, 핀과 디스크와의 면압을 변화시켜, 눌어붙음이 발생하는 면압을 측정한다. 흑연 면적률은, 단위 면적당 흑연이 차지하는 면적의 비율이다.
덧붙여, 도 3에서는, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26)의 어느 일방을 접동 부재 A로, 타방을 접동 부재 B로 나타내고, 각각의 흑연 면적률(%)과 경도(HRB)도 나타내져 있다. 이하에서는, 접동 부재 A의 흑연 면적률과 접동 부재 B의 흑연 면적률을 서로 더한 것을, 단순히 「흑연 면적률」이라고 한다.
도 3에는, 핀 형상의 반용융 다이캐스트 성형품과 디스크 형상의 회주철품(FC250)을 이용하여, 내눌어붙음성 시험을 행하였을 때의 결과(도 3에서는 「반용융 다이캐스트 성형품/FC250」으로 나타내고 있다.)가 나타내져 있다. 또한, 이 결과와 비교하기 위하여, 핀 및 디스크에 같은 재질을 이용하여 내눌어붙음성 시험을 행한 결과도 나타내져 있다.
같은 재질을 이용한 경우로서, 도 3에는,
1. 회주철품(FC250)의 핀과 디스크를 이용한 경우(도 3에서는 「FC250끼리」로 나타내고 있다.)와
2. 반용융 다이캐스트법으로 성형한 핀과 디스크를 이용한 경우(도 3에서는 「반용융 다이캐스트 성형품끼리」로 나타내고 있다)
가 예시되어 있다.
도 3에 도시되는 대로, 「반용융 다이캐스트 성형품/FC250」에서는, 내눌어붙음 면압은 152(MPa)이다. 흑연 면적률은 10 ~ 20(%)이며, 접동 부재 A의 흑연 면적률은 2 ~ 6(%), 접동 부재 B의 흑연 면적률은 8 ~ 14(%)이다. 경도는, 접동 부재 A에서 HRB90 ~ HRB100, 접동 부재 B에서 HRB90 ~ HRB100이다. 덧붙여, 도 3에서는, 접동 부재 A가 반용융 다이캐스트 성형품이고, 접동 부재 B가 회주철품(FC250)인 경우의 값이 나타내져 있다.
한편, 「FC250끼리」에서는, 내눌어붙음 면압은 169(MPa)이다. 흑연 면적률은 28(%)이며, 접동 부재 A 및 B의 각각의 흑연 면적률은 14(%)이다. 경도는, 접동 부재 A 및 B의 각각에서 HRB93이다.
「반용융 다이캐스트 성형품끼리」에서는, 내눌어붙음 면압은 140(MPa)이다. 흑연 면적률은 8(%)이며, 접동 부재 A 및 B의 각각의 흑연 면적률은 4.0(%)이다. 경도는, 접동 부재 A 및 B의 각각에서 HRB98이다.
도 3에 도시되는 시험 결과에 의하면, 내눌어붙음 면압에 관해서는, 「반용융 다이캐스트 성형품끼리」보다도 「반용융 다이캐스트 성형품/FC250」 쪽이 크다. 이유를 이하에 설명한다.
도 4는 흑연 면적률과 내눌어붙음 면압과의 관계를 그래프로 도시한 도면이다. 도 4에 도시되는 그래프에 의하면, 흑연 면적률이 높을수록, 내눌어붙음 면압이 커지는 것을 알 수 있다. 즉, 「반용융 다이캐스트 성형품끼리」보다도 「반용융 다이캐스트 성형품/FC250」 쪽이 흑연 면적률이 크기 때문에, 내눌어붙음 면압도 커지고 있다.
「반용융 다이캐스트 성형품/FC250」에서는, 회주철품(FC250)의 흑연 면적률은 8 ~ 14(%)이며, 흑연 면적률이 2 ~ 6(%)인 반용융 다이캐스트 성형품에 비하여 현저하게 크다. 핀과 디스크와의 사이의 흑연 면적률의 현저한 차이는, 내눌어붙음 면압을 크게 하는 하나의 요인이라고 생각할 수 있다. 덧붙여, 성형품에 있어서 눌어붙음을 방지하기 위해서는, 적어도 2(%) 정도의 흑연 면적률이 필요하다.
이상으로부터, 본 실시 형태에 관련되는 압축 기구(15)에 의하면, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26)의 어느 것에도 반용융 다이캐스트 성형품을 이용한 경우보다도, 고정 스크롤(24)과 가동 스크롤(26)과의 눌어붙음을 방지할 수 있다.
게다가, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26)의 어느 것에도 회주철품(FC250)을 이용한 경우보다도, 경도가 높고, 강도와 강성도 높다. 따라서, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26) 중 반용융 다이캐스트 성형품 쪽의 스크롤 부재에 관하여, 압축 부재 26b(24b)의 두께 d2(d1)를 작게 하고(도 2), 또한 그 높이를 크게 할 수 있고, 그 때문에 압축기 효율을 저하시키지 않고 압축 기구(15)를 소형화할 수 있다. 같은 사이즈의 압축 기구(15)를 채용한 경우에는, 흡입 용적을 크게 할 수 있다.
압축 기구(15)에 있어서, 반용융 다이캐스트 성형품의 흑연 면적률은 4 ~ 6(%)인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 반용융 다이캐스트 성형품의 경도가 HRB90에 가까워지기 때문에(HRB90 ~ HRB95), 반용융 다이캐스트 성형품의 가공성이 향상하기 때문이다.
또한, 압축 기구(15)에 있어서, 고정 스크롤(24)에 회주철품(FC250), 가동 스크롤(26)에 반용융 다이캐스트 성형품을 각각 채용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 반용융 다이캐스트 성형품은 강도와 강성이 높기 때문에, 이것을 가동 스크롤(26)에 적용하는 것으로, 압축 부재(26b)의 두께나 경판(26a)의 두께를 작게 할 수 있기 때문이다.
이것에 의하여, 같은 흡입 용적을 확보하면서 압축 기구(15)를 소형화할 수 있다. 같은 사이즈의 압축 기구(15)에 있어서는, 흡입 용적을 크게 할 수 있다. 게다가, 가동 스크롤(26)을 가볍게 할 수 있고, 그 때문에 가동 스크롤(26)의 구동에 필요한 토크를 저감할 수 있다. 또한, 반용융 다이캐스트 성형품을 이용하는 것에 의한 코스트의 증대를 억제할 수 있다.
가동 스크롤(26)은, 고정 스크롤(24) 측으로 밀어붙여 배설된다. 이것은, 고정 스크롤(24)과 가동 스크롤(26)의 압축 부재(26b)와의 사이에 간극이 생기는 것을 방지하기 위하여, 즉 압축기 효율이 저하하는 것을 방지하기 위함이다.
밀어붙여 배설한 태양에서는, 가동 스크롤(26)에 반용융 다이캐스트 성형품을 채용한다. 왜냐하면, 가동 스크롤(26)의 강도와 강성이 높아지기 때문에, 가동 스크롤(26)이 고정 스크롤(24)에 밀어붙여져도, 압축 부재(26b)가 변형하지 않기 때문이다.
제2 실시 형태.
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 설명한 압축 기구(15)의 형상에 관하여 설명한다.
＜압축 부재의 두께＞
제1 실시 형태에서 설명한 대로, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26)의 어느 일방에 반용융 다이캐스트 성형품을 이용하는 것으로, 반용융 다이캐스트 성형품 쪽의 스크롤 부재의 강도와 강성이 증가한다. 이것에 의하여, 반용융 다이캐스트 성형품 쪽의 스크롤 부재는, 파단하기 어렵고, 또한 휘기 어려워진다.
한편으로, 스크롤 부재의 강도와 강성이 증가하면, 반용융 다이캐스트 성형품 쪽의 압축 부재 26b(24b)의 두께 d2(d1)를 작게 할 수 있다. 그러나, 반용융 다이캐스트 성형품에 관하여, 그 강도는 FC250의 강도의 2.4 ~ 3.6배(600 ~ 900MPa/250MPa)인 것에 대하여, 강성은 FC250의 강성의 1.6 ~ 1.7배(175 ~ 190GPa/110GPa) 정도에 지나지 않는다. 이 때문에, 파단이 생기지 않는 두께 d2(d1)를 강도에 기초하여 결정하면, 압축 부재 26b(24b)는 휘기 쉽게 되어 버린다.
그래서, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26) 중, 반용융 다이캐스트 성형품 쪽의 압축 부재 26b(24b)의 두께 d2(d1)의, 회주철품 쪽의 압축 부재 24b(26b)의 두께 d1(d2)에 대한 비 d2/d1(d1/d2)를, 반용융 다이캐스트 성형품의 영률의, 회주철품의 영률에 대한 비 α에 기초하여 산출한다.
예를 들어, 고정 스크롤(24)에 회주철품, 가동 스크롤(26)에 반용융 다이캐스트 성형품을 각각 채용한 경우에는, 압축 부재(26b)의 두께 d2의, 압축 부재(24b)의 두께 d1에 대한 비 d2/d1을, 영률의 비 α에 기초하여 산출한 값과 동일하게 한다.
영률의 비 α에는 1.6 정도의 값이 채용된다. 또한, 반용융 다이캐스트 성형품의 휨에 의한 압축기 효율의 저하를 방지한다고 하는 관점으로부터는, 반용융 다이캐스트 성형품의 영률은, 175(GPa) 이상 190(GPa) 이하인 것이 바람직하다.
영률의 비에 기초하여 산출된 비 d2/d1(d1/d2)가 되도록, 두께 d1, d2를 결정하는 것으로, 압축 부재(24b)의 휨량과, 압축 부재(26b)의 휨량을 대략 동일하게 할 수 있다. 따라서, 압축 기구(15)에 있어서, 압축 부재(24b, 26b)가 휘는 것에 의한 압축기 효율의 저하를 방지할 수 있다.
압축 기구(15)의 소형화나 대용량화를 우선하는 경우, 반용융 다이캐스트 성형품 쪽의 스크롤 부재의 두께 d2(d1)를 작게 한다고 하는 관점으로부터는, 두께의 비 d2/d1(d1/d2)를, 영률의 비 α의 역수(=1/α) 이하로 한다.
고정 스크롤(24)에 반용융 다이캐스트 성형품을, 가동 스크롤(26)에 회주철품을 각각 채용한 경우에는, 압축 부재(24b)의 두께 d1의, 압축 부재(26b)의 두께 d2에 대한 비 d1/d2를, 영률의 비 α에 기초하여 산출한다. 이러한 태양에 있어서도, 상술한 것과 마찬가지로 압축 부재(24b, 26b) 각각의 휨량을 대략 동일하게 할 수 있다.
＜압축 부재의 형상＞
도 5는 도 2에서 도시되는 형상과는 다른 형상을 나타내는 압축 기구(15)를 도시하는 도면이다. 도 5에서는, 도 1에 도시되는 위치 II-II에서의 단면이 도시되어 있다.
제1 실시 형태에서 서술한 바와 같이, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26) 중 반용융 다이캐스트 성형품 쪽의 스크롤 부재에 관하여, 압축 부재 26b(24b)의 두께 d2(d1)를 작게 할 수 있다. 그리고, 압축 기구(15)의 구동 시의 압축 부재 26b(24b)의 휨을 고려한 경우에는, 압축 부재 26b(24b)의 경판 26a(24a)으로부터의 높이 h2(h1)의, 두께 d2(d1)에 대한 비 h2/d2(h1/d1)는, 13 이상 19 이하인 것이 바람직하다.
고정 스크롤(24)에서는, 압축 부재(24b)의 외주 측의 단(24b2)이, 고정 스크롤(24)에 속하는 다른 부재(24d)에 의하여 지지되어 있다. 이 때문에, 고정 스크롤(24)에 반용융 다이캐스트 성형품을 채용하고, 두께 d1을 작게 하여도, 압축 부재(24b)의 가공은 곤란해지기 어렵다.
한편, 가동 스크롤(26)에서는, 압축 부재(26b)의 외주 측의 단(26b2)이, 고정 스크롤(24)처럼은 고정되어 있지 않다. 이 때문에, 압축 부재(26b)를 가공할 때, 특히 외주 측의 단(26b2)의 부분을 가공할 때에는, 휨이 생기기 때문에, 압축 부재(26b)의 가공이 곤란하다.
또한, 반용융 다이캐스트 성형품에 관하여, 그 강도는 FC250의 강도의 2.4 ~ 3.6배(600 ~ 900MPa/250MPa)인 것에 대하여, 강성은 FC250의 강성의 1.6 ~ 1.7배(175 ~ 190GPa/110GPa) 정도에 지나지 않는다. 이 때문에, 파단이 생기지 않는 두께 d2(d1)를 강도에 기초하여 결정하면, 압축 부재 26b(24b)는 휘기 쉽게 되어 버린다.
그래서, 반용융 다이캐스트 성형품이 채용된 가동 스크롤(26)에 관하여, 압축 부재(26b)의 외주 측의 단(26b2)에 가까운 부분의, 가공 전의 두께를 다른 부분의 두께보다도 크게 한다. 이것에 의하여, 정도 좋게 압축 부재(26b)를 가공할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 모두, 가공 전의 압축 부재(26b)의 형상을 도시하는 도면이다. 덧붙여, 도 6 내지 도 8에서는, 가동 스크롤(26)의 압축 부재(26b)에 관하여, 외주 측의 단(26b2) 근방의 부분만이 도시되어 있다.
도 6에서는, 단(26b2) 근방의 부분이 압축 부재(26b)의 다른 부분에 비하여, 외측으로 향하여 두껍게 되어 있다(두께 d12). 이 경우, 단(26b2) 근방의 부분의 가공은 이하와 같이 행한다.
즉, 내측의 면에 마무리 가공을 행한다. 이때, 단(26b2) 근방의 부분은 외측으로 향하여 두껍게 되어 있기 때문에, 내측의 면에 마무리 가공을 행하여도 거의 휘지 않는다. 따라서, 마무리 가공이 용이하다.
그 후, 두껍게 되어 있는 부분을 깎아, 단(26b2) 근방의 부분을 마무리한다. 덧붙여, 도 6에서는 가공 후의 압축 부재(26b)가 파선으로 도시되어 있다.
도 7에서는, 단(26b2) 근방의 부분이 압축 부재(26b)의 다른 부분에 비하여, 내측으로 향하여 두껍게 되어 있다(두께 d13). 이 경우, 단(26b2) 근방의 부분의 가공은 이하와 같이 행한다.
즉, 외측의 면에 마무리 가공을 행한다. 이때, 단(26b2) 근방의 부분은 내측으로 향하여 두껍게 되어 있기 때문에, 외측의 면에 마무리 가공을 행하여도 거의 휘지 않는다. 따라서, 마무리 가공이 용이하다.
그 후, 두껍게 되어 있는 부분을 깎아, 단(26b2) 근방의 부분을 완성한다. 덧붙여, 도 7에서는 가공 후의 압축 부재(26b)가 파선으로 도시되어 있다.
도 8에서는, 단(26b2) 근방의 부분이 압축 부재(26b)의 다른 부분에 비하여, 외측 및 내측의 양방으로 향하여 두껍게 되어 있다(두께 d14). 이 경우, 단(26b2) 근방의 부분의 가공은 이하와 같이 행한다.
즉, 외측 또는 내측의 면에, 거칠게 깎기 가공 및 마무리 가공을 이 순으로 행한다. 예를 들어, 내측의 면에 거칠게 깎기 가공 및 마무리 가공을 행하는 경우에는, 단(26b2) 근방의 부분은 외측으로 향하여 두껍게 되어 있기 때문에, 내측의 면에 이들의 가공을 행하여도 거의 휘지 않는다. 따라서, 내측의 면의 가공이 용이하다.
그 후, 외측에 두껍게 되어 있는 부분을 깎아 마무리한다. 외측의 면에 거칠게 깎기 가공 및 마무리 가공을 하는 경우도 마찬가지이다. 덧붙여, 도 8에서는 가공 후의 압축 부재(26b)가 파선으로 도시되어 있다.
예를 들어 도 9에 도시되는 바와 같이, 단(26b2)의 부분을 길게 성형하여 두어도 무방하다. 구체적으로는, 가동 스크롤(26)은 연장 부재(26b4)를 더 가진다. 연장 부재(26b4)는, 압축 부재(26b)의 외주 측의 단(26b2)으로부터 연장된 부재이고, 고정 스크롤(24)의 압축 부재(24b)와는 맞물리지 않는다.
도 9에 도시되는 가동 스크롤(26)에 의하면, 연장 부재(26b4)를 설치하는 것으로, 압축 부재(26b)의 외주 측의 단(26b2)의 강도와 강성이 높아진다. 따라서, 압축 부재(26b)의 가공 시의 변형을 방지할 수 있다.
압축 부재(26b)의 가공 후는, 연장 부재(26b4)는 그대로 남겨 두어도 무방하고, 깎아내어도 무방하다. 다만, 연장 부재(26b4)를 그대로 남겨 두는 경우에는, 이하의 문제가 있다.
즉, 도 10 및 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 압축 부재(26b)의 외주 측의 단(26b2)의 근방에 있어서, 고정 스크롤(24)의 경판(24a)에, 냉매를 흡입하는 구멍(41b)(이하, 「흡입용 구멍」이라고 한다.)이 설치되어 있다. 이 때문에, 압축 기구(15)의 구동 시에, 연장 부재(26b4)가 흡입용 구멍(41b)에 덮이면, 흡입 압력의 손실이 생기고, 나아가서는 압축기 효율의 저하를 초래할 우려가 있다.
그래서, 연장 부재(26b4)는, 구동 시에 있어서, 흡입용 구멍(41b)에 덮이지 않도록 설계한다. 그리고, 도 10 및 도 11에 도시되는 바와 같이, 연장 부재(26b4)의 측면이 반경 r의 원호를 나타내는 경우에는, 이하와 같이 설계한다.
즉, 압축 기구(15)의 구동 시에 있어서 연장 부재(26b4)가 흡입용 구멍(41b)에 가장 가까워졌을 때의, 연장 부재(26b4)와 흡입용 구멍(41b)과의 거리 d3을 반경 r 이상으로 한다(도 10).
그리고, 고정 스크롤(24)의, 가동 스크롤(26)의 압축 부재(26b)와의 실 포인트(seal point) SP로부터, 반경 r 이상의 거리 d4만큼 떨어져, 원호상(圓弧狀)을 나타낸 연장 부재(26b4)의 측면을 위치시킨다(도 11).
도 12는 실 포인트 SP에서의 압축 부재(26b)의 휨량 ΔS의, 두께 d2에 대한 비 ΔS/d2와, 연장 부재(26b4)의 길이 L2의, 압축 부재(26b)의 두께 d2에 대한 비 L2/d2와의 관계를 그래프로 도시하는 도면이다.
비 ΔS/d2는 10 이하인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 고정 스크롤(24)의 압축 부재(24b)와 가동 스크롤(26)의 압축 부재(26b)와의 사이에, 압축기 효율을 저하시키지 않을 정도로 간극을 설치할 수 있기 때문이다. 이러한 간극을 설치하는 것으로, 압축 부재(24b, 26b)끼리의 간섭을 저감할 수 있고, 그 때문에 소음이나 파손을 저감할 수 있다.
따라서, 연장 부재(26b4)의 길이 L2는, 압축 부재(26b)의 두께 d2와의 관계에서는, 길이 L2의 두께 d2에 대한 비 L2/d2가 0.3 이상인 것이 바람직하다. 이것은, 상술한 비 h2/d2의 범위(13 이상 16 이하) 중, 비 h2/d2에 하한값(13)을 채용한 경우에 특히 바람직하다(도 12). 비 h2/d2에 상한값(16)을 채용한 경우에는, 비 L2/d2는 2.6 이상인 것이 바람직하다(도 12).
연장 부재(26b4)의 높이는, 압축 부재(26b)의 높이 h2에 비하여 작아도 무방하다.
제3 실시 형태.
본 실시 형태에서는, 고정 스크롤(24)에 회주철품(FC250), 가동 스크롤(26)에 반용융 다이캐스트 성형품을 각각 채용한 압축 기구(15)에 관한 것이고, 고정 스크롤에 설치되는 릴리프 구멍에 관하여 설명한다.
우선, 릴리프 구멍에 관하여 종래예를, 도 13을 이용하여 설명한다. 릴리프 구멍(242)은 고정 스크롤(24)에 설치되어 있다. 구체적으로는, 소용돌이 형상을 나타내는 압축 부재(24b)의 사이의 위치에서, 경판(24a)에 설치되어 있다. 릴리프 구멍(242)은, 압축실(공간(40))과, 후술의 실시예에서 설명하는 공간(45)(도 1)을 연통한다. 덧붙여, 공간(45)은, 고정 스크롤(24)의 경판(24a)에 대하여 가동 스크롤(26)과는 반대 측에 위치한다(도 1).
종래는, 고정 스크롤(24) 및 가동 스크롤(26)의 어느 것에도, 예를 들어 회주철품(FC250)이 이용되고 있고, 압축 부재(24b)의 두께 d1은, 압축 부재(26b)의 두께 d2와는 대략 같았다. 그리고, 회주철품(FC250)을 이용하는 경우에는, 압축 부재(24b, 26b)의 강도와 강성을 높이기 위하여, 두께 d1, d2를 크게 할 필요가 있었다.
가동 스크롤(26)의 압축 부재(26b)의 양측의 압축실(공간(40))이, 릴리프 구멍(242)을 통하여 연통하는 것을 방지하도록, 릴리프 구멍(242)의 직경을, 압축 부재(26b)의 두께 d2 이하로 할 필요가 있었다. 그러나, 두께 d2는 크기 때문에, 릴리프 구멍(242)의 직경을 크게 할 수 있고, 그 때문에 냉매는, 릴리프 구멍(242)을 용이하게 빠져 나갈 수 있었다.
그러나, 도 14에 도시되는 바와 같이, 반용융 다이캐스트 성형품인 가동 스크롤(26)에 속하는 압축 부재(26b)의 두께 d2를 작게 하면, 릴리프 구멍(241)의 단면적이 종래의 릴리프 구멍(242)(도 13)의 단면적과 같은 상태에서는, 압축 기구(15)의 압축실(공간(40))을 압축 부재(24b)로 칸막이하여 생긴 두 개의 부분이 연통하여, 압축기 효율이 저하하여 버린다.
또한, 도 15에 도시되는 바와 같이, 단순히 릴리프 구멍(241)의 단면적을 작게 한 것에서는, 냉매가 릴리프 구멍(241)을 빠져 나가기 어려워진다.
도 16은, 제1 및 제2 실시 형태에서 설명한 압축 기구(15)에 적용할 수 있는 릴리프 구멍(241)을 개념적으로 도시하는 도면이다. 덧붙여, 도 16에서는, 압축 기구(15)에 관하여 방향(91)을 따르는 단면이 도시되어 있다.
릴리프 구멍(241)은, 압축실(공간(40))로부터의 입구의 직경 r1이, 가동 스크롤(26)에 속하는 압축 부재(26b)의 두께 d2 이하이다(도 16). 그리고, 릴리프 구멍(241)의 공간(45) 측의 단면적 S2는, 입구 부근의 단면적 S1보다도 크다(도 16).
이러한 릴리프 구멍(241)에 의하면, 가동 스크롤(26)에 속하는 압축 부재(26b)의 두께 d2가 작아도, 압축 부재(26b)로 칸막이된 공간(40)의 일방과 타방이 릴리프 구멍(241)을 통하여 연통하는 일이 없다. 따라서, 압축기 효율이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
게다가, 릴리프 구멍(241)의 공간(45) 측의 단면적 S2가 크기 때문에, 릴리프 구멍(241)으로 들어간 냉매는 공간(45)으로 흐르기 쉽다. 즉, 압축 가스의 빠짐이 좋아진다.
도 16에 도시되는 릴리프 구멍(241)은, 단면적이 다른 두 개의 구멍을 조합한 것이지만, 예를 들어 도 17 내지 도 21에 도시되는 릴리프 구멍(241)이어도 무방하다.
도 17은 압축 기구(15)에 관하여 방향(91)을 따르는 단면을 도시하는 도면이다. 도 17에서는, 릴리프 구멍(241)은, 입구로부터 공간(45)으로 가는 것에 따라, 단면적이 커지고 있다. 이 경우도, 도 16에 도시되는 릴리프 구멍(241)과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
도 18은 도 1에 도시되는 위치 II-II에 있어서의 압축 기구(15)의 단면을 도시하는 도면이다. 도 19는 도 18에 도시되는 압축 기구(15)에 관하여, 방향(91)을 따르는 단면을 도시하는 도면이다. 도 18 및 도 19에서는, 릴리프 구멍(241)에, 종래의 릴리프 구멍(242)(도 13)과 대략 같은 크기의 것이 채용되어 있다. 다만, 릴리프 구멍(241)의 일부가, 고정 스크롤(24)에 속하는 압축 부재(24b)에 의하여 막혀 있다(도 18). 환언하면, 가동 스크롤(26) 측으로부터 보았을 때의 릴리프 구멍(241)은, 그 일부가 고정 스크롤(24)의 압축 부재(24b)에 겹쳐져 있다.
이러한 릴리프 구멍(241)에 의하면, 릴리프 구멍(241)의 입구의 단면적 S1은 작고, 공간(45) 측의 단면적 S2는 크다(도 19). 따라서, 도 16에 도시되는 릴리프 구멍(241)과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
도 20 및 도 21에서는, 압축 부재(26b)의 두께 d2보다도 직경 r1이 작은 릴리프 구멍(241)이, 경판(24a)에 복수 설치되어 있다. 예를 들어, 타원 형상의 릴리프 구멍을 경판(24a)에 설치하여도 무방하다.
도 21에서는, 본 발명의 실시 형태에 있어서 채용되는 토출용 구멍(41)이 실선으로, 종래의 토출용 구멍(41a)이 파선으로 도시되어 있다. 토출용 구멍(41)은, 종래의 토출용 구멍(41a)보다도 단면적이 작다. 이것은, 압축 부재(26b)의 두께 d2를 작게 한 것에 기인한 설계상의 변경이다.
토출용 구멍(41)의 단면적이 작아지면, 구멍(41)으로부터의 냉매의 토출량이 작아진다. 그러나, 도 21에서는, 릴리프 구멍(241)이 복수 설치되어 있기 때문에, 이들을 압축한 냉매의 토출용 구멍으로서 보조적으로 이용하는 것으로, 토출량의 감소를 방지할 수 있다.
구체적으로는, 릴리프 구멍(241)을 통하여 냉매가 토출되는 공간을, 토출용 구멍(41)을 통하여 냉매가 토출되는 공간과 같게 한다. 본 실시 형태에서는, 릴리프 구멍(241) 및 토출용 구멍(41)으로부터 토출된 냉매는, 모두 공간(45)으로 유도된다(도 1, 도 19). 이것에 의하여, 릴리프 구멍(241)으로부터 배출된 냉매를, 압축 기구(15)에서 압축한 냉매로서 이용할 수 있다.
[실시예]
＜스크롤 압축기의 구조＞
스크롤 압축기(1)의 구조를, 도 1을 이용하여 보다 상세하게 설명한다. 압축기(1)는, 케이스(11) 및 압축 기구(15) 외에, 올덤링(2), 고정 부재(12), 모터(16), 크랭크축(17), 흡입관(19), 토출관(20) 및 베어링(60)을 구비한다.
케이스(11)는 통상이고, 방향(91)을 따라 연장되어 있다. 올덤링(Oldham ring, 2), 고정 부재(12), 모터(16), 크랭크축(17) 및 베어링(60)은, 케이스(11) 내에 수납되어 있다.
모터(16)는, 고정자(51)와 회전자(52)를 가진다. 고정자(51)는 환상이고, 케이스(11)의 내벽(11a)에 고정되어 있다. 회전자(52)는, 고정자(51)의 내주(內周) 측에 설치되고, 고정자(51)에 에어 갭(air gap)을 통하여 대향하고 있다.
크랭크축(17)은, 방향(91)을 따라 연장되고, 주축(主軸, 17a)과 편심부(偏心部, 17b)를 가진다. 주축(17a)은, 회전축(90)을 중심으로 하여 회전하는 부분이고, 회전자(52)에 접속되어 있다. 편심부(17b)는, 회전축(90)으로부터 치우쳐 배치된 부분이고, 주축(17a)의 상측에 접속되어 있다. 크랭크축(17)의 하측의 단은, 베어링(60)으로 접동 가능하게 지지되어 있다.
고정 부재(12)는, 구체적으로 도 1에서는 하우징(housing)이고, 케이스(11)의 내벽(11a)에 간극없이 끼워져 있다. 예를 들어 압입(壓入)이나 열박음 등의 방법으로, 고정 부재(12)는 내벽(11a)에 끼워진다. 고정 부재(12)는, 실(seal)을 통하여 내벽(11a)에 끼워져도 무방하다.
고정 부재(12)는, 내벽(11a)에 간극없이 끼워지기 때문에, 고정 부재(12)의 하측에 위치하는 공간(28)과 상측에 위치하는 공간(29)을 간극없이 칸막이한다. 따라서, 고정 부재(12)는, 공간(28)과 공간(29)과의 사이에 생긴 압력차를 유지할 수 있다. 덧붙여, 공간(28)의 압력은 높고, 공간(29)의 압력은 낮다.
고정 부재(12)에는, 상측으로 개구한 파임부(31)가 회전축(90) 근방에 설치되어 있다. 파임부(31)에는, 크랭크축(17)의 편심부(17b)가 들어간다. 나아가, 고정 부재(12)는 베어링(32) 및 구멍(33)을 가진다. 크랭크축(17)의 주축(17a)이 구멍(33)을 관통한 상태로, 베어링(32)은 주축(17a)을 지지한다.
고정 스크롤(24)의 상측의 면은 오목 형상을 나타낸다. 당해 면 중 오목 형상을 나타내는 부분(42)으로 둘러싸인 공간(45)은, 덮개(44)로 막혀 있다. 덮개(44)는, 압력이 다른 두 개의 공간, 즉 공간(45)과, 그 상측의 공간(29)을 칸막이한다.
가동 스크롤(26)은 베어링(26c)을 더 구비한다. 베어링(26c)은, 경판(26a)의 하측에 연결되어 있고, 크랭크축(17)의 편심부(17b)를 접동 가능하게 지지한다.
＜냉매의 흐름＞
스크롤 압축기(1) 내에서의 냉매의 흐름을, 도 1을 이용하여 설명한다. 덧붙여, 도 1에서는, 냉매의 흐름을 화살표로 도시한다. 흡입관(19)으로부터 냉매가 흡입되어, 압축 기구(15)의 압축실(공간(40))로 유도된다. 압축실(공간(40))에서 압축된 냉매는, 고정 스크롤(24)의 중심 근방에 설치된 토출용 구멍(41)으로부터, 공간(45)으로 배출된다. 따라서, 공간(45)의 압력은 높다. 한편, 덮개(44)로 공간(45)과는 칸막이된 공간(29)의 압력은 작은 상태이다.
공간(45) 내의 냉매는, 고정 스크롤(24)에 설치된 구멍(46), 및 고정 부재(12)에 설치된 구멍(48)을 이 순으로 통하여, 고정 부재(12)의 하측의 공간(28)으로 흐른다. 공간(28)에서는 냉매는, 안내판(58)에 의하여 간극(55)으로 유도된다. 여기서, 간극(55)은, 고정자(51)의 측면의 일부분과 케이스(11)와의 사이에 설치되어 있다.
그리고, 간극(55)을 통하여 모터(16)의 하측으로 흐른 냉매는, 모터(16)의 에어 갭, 또는 간극(56)을 통하여, 토출관(20)으로 흐른다. 여기서, 간극(56)은, 고정자(51)의 측면의 다른 일부분과 케이스(11)와의 사이에 설치되어 있다.
1 : 스크롤 압축기
15 : 압축 기구
24 : 고정 스크롤
26 : 가동 스크롤
24a, 26a : 경판(고정 부재)
24b, 26b : 압축 부재
26b2 : 단
26b4 : 연장 부재
40, 45 : 공간
241 : 릴리프 구멍
d1, d2 : 두께
d1/d2, d2/d1 : 비

Claims (14)

  1. 스크롤 압축기(1)에 이용되는 압축 기구(15)이고,
    고정 스크롤(24)과,
    가동 스크롤(26)
    을 구비하고,
    상기 고정 스크롤 및 상기 가동 스크롤의 어느 일방(一方)은, 반용융 다이캐스트법에 의하여 주철을 성형한 성형품이고, 타방(他方)은 회주철품인, 압축 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성형품의 표면에 있어서의 흑연의 면적률과 상기 회주철품의 표면에 있어서의 흑연의 면적률과의 합이, 10% 이상 20% 이하인, 압축 기구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 성형품의 상기 흑연의 상기 면적률은, 2% 이상 6% 이하인, 압축 기구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회주철품의 인장 강도는, 250N/mm2 이상 300N/mm2 미만인, 압축 기구.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 스크롤(24)이 상기 회주철품이고, 상기 가동 스크롤(26)이 상기 성형품인, 압축 기구.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가동 스크롤(26)은, 상기 고정 스크롤(24) 측으로 밀어붙여 배설(配設)되는, 압축 기구.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고정 스크롤(24) 및 상기 가동 스크롤(26)은, 서로 맞물리는 소용돌이 형상으로 연장된 압축 부재(24b, 26b)와, 상기 압축 부재를 각각 고정하는 고정 부재(24a, 26a)를 가지고,
    상기 고정 스크롤의 상기 고정 부재에는, 상기 고정 스크롤의 상기 압축 부재로 형성되는 소용돌이 형상으로 연장된 제1 공간(40)과, 상기 가동 스크롤과는 반대 측의 제2 공간(45)을 연통(連通)하는 구멍(241)이 설치되고,
    상기 가동 스크롤의 상기 압축 부재(26b)는, 상기 구멍의 상기 제1 공간 측의 입구를 막을 수 있는, 압축 기구.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가동 스크롤 측으로부터 보았을 때의 상기 구멍은, 그 일부가 상기 고정 스크롤(24)의 상기 압축 부재(24b)에 겹쳐져 있는, 압축 기구.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 고정 스크롤(24) 및 상기 가동 스크롤(26)은, 서로 맞물리는 소용돌이 형상으로 연장된 압축 부재(24b, 26b)를 가지고,
    상기 가동 스크롤은,
    자신에 속하는 상기 압축 부재(26b)의 외주(外周) 측의 단(端, 26b2)으로부터 연장된 부재이고, 상기 고정 스크롤의 상기 압축 부재와는 맞물리지 않는 연장 부재(26b4)를
    더 가지는, 압축 기구.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 스크롤(24) 및 상기 가동 스크롤(26)은, 서로 맞물리는 소용돌이 형상으로 연장된 압축 부재(24b, 26b)를 각각 가지고,
    상기 고정 스크롤 및 상기 가동 스크롤 중 상기 성형품에 속하는 상기 압축 부재(24b；26b)의 두께(d1；d2)의, 상기 회주철품에 속하는 상기 압축 부재(26b；24b)의 두께(d2；d1)에 대한 비(d1/d2；d2/d1)가, 상기 성형품의 영률(Young's modulus)의, 상기 회주철품의 영률에 대한 비(α)에 기초하여 산출된 값과 동일한, 압축 기구.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 두께의 상기 비(d1/d2；d2/d1)가, 상기 영률의 상기 비(α)의 역수 이하인, 압축 기구.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 성형품의 상기 영률은 175GPa 이상 190GPa 이하인, 압축 기구.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재의 압축 기구(15)를 구비하는, 스크롤 압축기.
  14. 제13항에 있어서,
    이산화탄소를 성분으로서 포함하는 냉매를 압축하는, 스크롤 압축기.
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