KR101758937B1

KR101758937B1 - 스크롤 펌프

Info

Publication number: KR101758937B1
Application number: KR1020127003795A
Authority: KR
Inventors: 마일즈 제프리 호크리페; 알란 어니스트 킨네어드 홀브룩; 이안 데이비드 스톤스
Original assignee: 에드워즈 리미티드
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2017-07-31
Also published as: CN102472283A; JP5764126B2; GB201202407D0; US20120134862A1; GB0914230D0; WO2011018598A3; TWI493108B; US9353748B2; JP2013501885A; EP2464870B1; CN102472283B; KR20120041221A; EP2464870A2; GB2485101B; EP2464870B8; GB2485101A; CA2768250A1; CA2768250C; TW201105860A; WO2011018598A2

Abstract

본 발명은 스크롤의 상대적 궤도 운동에 대하여 유입구(24)로부터 유출구(26)로 유체를 펌핑하기 위해 협동가능한 2개의 스크롤(20, 22)을 포함하는 스크롤 펌프(10)에 관한 것이다. 각각의 스크롤은 스크롤 기저부(30, 36)를 포함하고, 상기 스크롤 기저부로부터 나선 스크롤 벽체(28, 34)가 대향 스크롤의 기저부를 향해 대체로 축방향으로 연장된다. 상기 펌프는, 한쪽 또는 양쪽의 스크롤 벽체와 대향 스크롤의 스크롤 기저부 사이에서 상기 한쪽 또는 양쪽의 스크롤 벽체를 가로지르는 펌핑된 유체의 통과에 저항하기 위해 팁 시일(508)을 배치하는 상기 한쪽 또는 양쪽의 스크롤 벽체의 축방향 단부를 포함하는 팁 시일 구성체를 포함한다. 이러한 팁 시일 구성체는 유입구와 유출구 사이에서 상기 한쪽 또는 양쪽의 스크롤의 제 1 나선 영역(507)을 따라 대향 스크롤의 스크롤 기저부를 향해 팁 시일의 축방향 움직임을 제한한다.

Description

스크롤 펌프{SCROLL PUMP}

본 발명은 스크롤 펌프에 관한 것으로서, 특히, 스크롤 펌프의 팁 시일 구성체(tip seal arangement)에 관한 것이다.

스크롤 펌프는 압축기 및 진공 펌프로 모두 사용된다. 종래 기술의 팁 시일 구성체를 포함하는 스크롤 펌프가 도 18에 도시된다. 펌프(10)는 편심 샤프트부(16)를 갖는 구동 샤프트(14)와 펌프 하우징(12)을 포함한다. 샤프트(14)는 모터(18)에 의해 구동되고, 편심 샤프트부는 궤도 스크롤(20)에 연결되어, 사용 중 샤프트의 회전은, 압축기의 펌프 유입구(24)와 펌프 유출구(26) 사이의 유체 유동 경로를 따라 유체를 펌핑하기 위해 고정 스크롤(22)에 대해 궤도 스크롤에 궤도 운동을 제공한다.

고정 스크롤(22)은 대체로 원형의 베이스판(30)에 대해 수직으로 연장되는 스크롤 벽체(28)를 포함한다. 궤도 스크롤(20)은 대체로 원형의 베이스판(36)에 대해 수직으로 연장되는 스크롤 벽체(34)를 포함한다. 궤도 스크롤 벽체(34)는 궤도 스크롤의 궤도 운동 중 고정 스크롤 벽체(28)와 함께 작동하거나 맞물린다. 스크롤의 상대적 궤도 운동은 가스의 초승달 형상 볼륨을 스크롤 사이에서 갇히게 하고 유입구로부터 유출구까지 펌핑되게 한다.

스크롤 메커니즘의 펌핑 압축과 용량은 스크롤 부재 사이에서 가스의 볼륨을 가두기 위한, 그리고, 거의 또는 전혀 누설없이 가스를 유출구로 향하게 하는, 스크롤 부재의 능력에 크게 좌우된다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 가스가 스크롤 부재 사이에서 누설되는 것을 방지하기 위해, 각각의 스크롤 부재(100)의 벽체(106)의 축방향 단부(105)에 형성되는 그루브(104)에 건식 윤활 팁 시일(dry lubricant tip seal)(101)을 배치하는 것이 일반적이다. 스크롤 단부판(103)이 도시되며, 이러한 스크롤판(103)으로부터 은 스크롤 벽체가 대향 스크롤(도시되지 않음)의 스크롤판을 향해 대체로 축방향으로 연장된다. 스크롤-타입 메커니즘의 팁 시일 이용을 설명하는 특허 및 특허출원에는 여러가지가 있다. McCullough 등에게 1976년 11월 30일자로 허여된 미국특허공보 제3,994,636호, teegarden에게 1984년 7월 31일자로 허여된 미국특허공보 제4,462,771호, Terauchi 등에게 1984년 3월 20일 및 1986년 12월 9일 각각 허여된 미국특허공보 제4,437,820호 및 제4,627,799호, Midorikawa에게 2007년 11월 13일에 허여된 미국특허공보 제7,293,969호, Tsuchiya 등을 발명자로 한 2007년 3월 29일자 미국특허출원공보 제2007/0071626 A1호, Fujioka를 발명자로 한 2008년 3월 27일자 미국특허출원공보 제2008/0075614 A1호, 그리고, Suefuji 등을 발명자로 한 2008년 8월 28일자 미국특허출원공보 제2008/0206083 A1호를 참고할 수 있다.

도 2는 스크롤-타입 메커니즘 내의 팁 시일 구성체를 상세하게 도시한다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 고정 스크롤 부재(202)의 벽체(205)는 궤도 스크롤 부재(203)의 벽체(206)와 겹쳐지게 된다. 스크롤 부재(202, 203)가 일반적으로 금속으로 구성되기 때문에, 그리고, 제작 상의 허용 공차 및 열적인 변화로 인해, 작은 틈새나 갭(207)(즉, 약 0.1mm)이 벽체(205, 206)의 축방향 단부와 대향 스크롤 부재(203, 202) 사이에서 각각 유지될 수 있다. 따라서, 도 2에 도시되는 바와 같이, 벽체(205, 206)의 축방향 단부에 형성되는 그루브(204, 204a)에 삽입되는 팁 시일(201, 201a)이 갭(207)을 밀봉시킨다.

상술한 바와 같이, 펌프가 작동할 때, 가스의 볼륨은 궤도 스크롤 부재(203)의 벽체(206)와 고정 스크롤 부재(202)의 벽체(205) 사이에 형성되는 포켓(208)에 갇히게 된다. 이러한 포켓(208)은 팁 시일(201, 201a)에 의해 밀봉된다. 갇힌 가스가 스크롤 부재(202, 203)의 주변부의 펌프 유입구(209a)로부터, 스크롤 부재(202, 203)의 중심의 펌프 유출구(209b)로 향하게 됨에 따라, 포켓(208) 볼륨이 감소하기 때문에 가스 압력이 증가한다. 따라서, 2개의 인접 포켓(208) 사이에 가스 압력 차이가 존재한다. 도 2에서, 스크롤 벽체의 일 측부 상의 포켓(208) 내 압력은 스크롤의 대향 측부 상의 압력과 달라서, 압력 구배를 생성한다. 사용 중 유입구(209a)가 유출구(209b)보다 압력이 낮기 때문에, 스크롤 벽체의 유입 측부 상의 압력 P_low는 스크롤 벽체의 유출 측부 상의 압력 P_high보다 낮다. 따라서, 벽체의 배출 측부로부터 유입 측부로 벽체와 대향 스크롤 판 사이의 스크롤 벽체의 축방향 단부 간의 가스 유동을 방지하거나 적어도 감소시키는 작용을 한다.

상술한 특허 및 특허출원에서 설명한 바와 같이, 스크롤 부재 사이에서 더 우수한 밀봉을 제공하도록 설계되는 다양한 팁 시일 및 팁 시일 구성체가 존재한다. 팁 시일 및 팁 시일 구성체의 특성을 설명하기 위해, 도 2를 참조하여 두 타입의 팁 시일, 즉, 1) 부동-타입 팁 시일(201)과, 2) 스프링-타입 팁 시일(201a)이 설명될 것이다. 스크롤 부재(202, 203)가 서로에 대해 궤도 운동함에 따라, 팁 시일(201, 201a)은 사용 중 활성화되어 대향 스크롤의 스크롤 기저부에 대해 가압될 수 있다. 부동-타입 팁 시일(201)은, 팁 시일(201) 간 압력차가 그루브(204, 204a) 내 압력 증가를 야기하여 대향 스크롤 판에 대해 팁 시일을 가압할 때, 활성화될 수 있다. 스프링-타입 팁 시일은 팁 시일(201a) 뒤의 그루브 내에 가요성 물질(가령, 스프링 또는 폼(foam))(210)로 층상 구조를 가질 수 있다. 이러한 가요성 물질(210)은 슬라이딩 카운터-면에 대해 팁 시일(201a)을 가압하는 힘을 제공한다.

상술한 힘이 팁 시일(201, 201a)로 하여금 스크롤 부재(202, 203) 사이에 우수한 밀봉을 제공할 수 있게 하지만, 열화 및 마모를 일으키기 쉽다. 이러한 측면에서, 팁 시일은 가스 압력 또는 스프링에 의해 대향 스크롤에 대해 계속적으로 가압되어, 스크롤-타입 메커니즘에 파편(debris)을 생성하는 팁 시일의 더 큰 마모를 야기한다. 이러한 열화는, 스크롤 부재(202, 203) 사이에서 가스를 누출시키고, 따라서, 도 3에 도시되는 바와 같이, 스크롤-타입 메커니즘의 펌핑 용량을 감소시킴으로써, 팁 시일(201, 201a)의 밀봉 특성에 또한 영향을 미친다. 따라서, 팁-시일(201, 201a)은 스크롤 부재(202, 203) 사이의 누설을 더 이상 충분하게 방지하지 못함으로써 종국에는 고장난다. 결과적으로, 팁 시일(201, 201a)은 일반적으로 1~2년마다 한 번씩 교체되어야 한다. "고장난" 팁 시일을 검사해 보면, 대다수가 펌프 유출구 근처의 국부적 영역(409)으로(다시 말해서, 도 4에 도시되는 바와 같이, 스크롤 형태의 중앙 랩을 향해 제 1 나선 영역으로) 제한된 과도한 마모를 가진다는 점을 알 수 있다. 팁 시일의 나머지, 즉, 유입구를 향한 제 2 나선 영역은 마모가 거의 없고 우수한 밀봉 특성을 유지한다. 스크롤 펌프의 배기부를 향한 제 1 나선 영역에 상기 팁 시일 구성체를 고정시킴으로써, 팁 시일의 마모를 제한하고, 동시에, 유입구를 향한 제 2 나선 영역을 실질적으로 활성화시키는 방식, 즉, 길이를 따라 부동시키는 방식이 일본특허공개공보 제JP 07-77181호에 개시되어 있다. 그러나, 이는 상기 제 1 나선 영역의 팁 시일의 밀봉 특성을 손상시킨다.

본 발명의 목적은 개선된 팁 시일 구성체를 제공하는 것이다.

본 발명은 스크롤 펌프를 제공하며, 상기 스크롤 펌프는 스크롤의 상대적 궤도 운동에 대하여 유입구로부터 유출구로 유체를 펌핑하기 위해 협동가능한 2개의 스크롤을 포함하며, 각각의 스크롤은 스크롤 기저부를 포함하고, 상기 스크롤 기저부로부터 나선 스크롤 벽체가 대향 스크롤의 기저부를 향해 대체로 축방향으로 연장되며, 상기 펌프는, 한쪽 또는 양쪽의 스크롤 벽체와 대향 스크롤의 스크롤 기저부 사이에서 상기 한쪽 또는 양쪽의 스크롤 벽체를 가로지르는 펌핑된 유체의 통과에 저항하기 위해 팁 시일을 배치하는 상기 한쪽 또는 양쪽의 스크롤 벽체의 축방향 단부를 포함하는 팁 시일 구성체(tip seal arrangement)를 포함하고, 상기 밀봉 구성체의 팁 시일은 상기 팁 시일 구성체의 나선 영역을 따라 서로 이격된 상기 고정 위치에서 축방향 단부에 대해 대체로 고정되어 상기 고정 위치에서 팁 시일의 축방향 움직임에 저항하고, 상기 팁 시일 구성체는 상기 고정 위치에 의해 제 2 나선 영역으로부터 분리되는 제 1 나선 영역을 포함하고, 상기 제 1 나선 영역은 대향 스크롤 벽체의 스크롤 기저부에 대해 가압되도록 사용시 활성화될 수 있는 복수의 개별 팁 시일부를 형성하는 복수의 고정 위치를 포함한다.

제 1 나선 영역을 따라 복수의 고정 위치를 제공함으로써, 따라서, 이러한 제 1 나선 영역 내에 팁 시일의 다수의 개별 활성화부를 생성함으로써, 종래 기술에 비해 길이를 따라 우수한 밀봉 특성을 갖는 연장된 팁 시일 구성체가 달성된다.

본 발명은 맞물림 스크롤(intermeshing scrolls)을 포함하는 이러한 스크롤 펌프를 위한 스크롤을 또한 제공한다.

본 발명을 잘 이해하기 위해, 예로서 제시되는 다양한 실시예들이 첨부 도면을 참조하여 이제부터 설명될 것이다.

도 1은 스크롤 부재의 측면도이고,
도 2는 2개의 스크롤 부재 사이에서 축방향 힘을 받는 팁 시일의 개략도이며,
도 3은 팁 시일의 고마모 영역을 보여주는 스크롤 부재의 측면도이고,
도 4는 스크롤 부재 내 팁 시일의 과도 마모 영역을 보여주는 스크롤 부재의 측면도이며,
도 5a는 팁 시일 구성체에 대한 제한 영역을 보여주는 스크롤 부재의 측면도이고,
도 5b는 축방향으로 보았을 때 나선형 스크롤 벽체 및 팁 시일 구성체를 도시하고 있으며,
도 6은 팁 시일 구성체의 일 실시예이고,
도 7은 팁 시일 구성체의 일 실시예이며,
도 8은 팁 시일 구성체의 다른 실시예이고,
도 9는 팁 시일 구성체의 다른 실시예이며,
도 10은 팁 시일 구성체의 다른 실시예이고,
도 11은 팁 시일 구성체의 일부분을 형성하는 핀치 포인트의 일 실시예이며,
도 12는 팁 시일 구성체의 일부분을 형성하는 핀치 포인트의 일 실시예이고,
도 13은 팁 시일 구성체의 일부분을 형성하는 일련의 핀치 포인트들의 일 실시예이며,
도 14는 팁 시일 구성체의 일부분을 형성하는 일련의 핀치 포인트들의 일 실시예이고,
도 15는 팁 시일 구성체의 일부분을 형성하는 연장된 핀치 포인트의 일 실시예이며,
도 16은 핀치 포인트의 다른 실시예이고,
도 17a는 팁 시일 구성체의 일 실시예이고,
도 17b는 팁 시일 구성체의 일 실시예이며,
도 18은 스크롤 펌프를 도시하고,
도 19는 본 발명에 따른 실질적으로 완전하게 부동하는 시일 구성체 및 팁 시일 구성체에 대한 팁 시일 마모 대 시간의 그래프이다.

본 발명은 도 18에 도시되는 펌프와 같은 스크롤 펌프의 팁 시일 구성체에 관한 것이며, 이러한 스크롤 펌프의 팁 시일 구성체는 스크롤 벽체 중 한쪽 또는 양쪽 모두와 대향 스크롤의 스크롤 기저부 사이에서 스크롤 벽체 중 한쪽 또는 양쪽 모두 간에 펌핑되는 유체의 통과에 저항하기 위해 팁 시일을 배치하는 스크롤 벽체 중 한쪽 또는 양쪽의 축방향 단부를 포함한다. 상술한 바와 같이, 팁 시일 구성체는 펌프 배기부를 향한 제 1 내측 나선 영역에서와 유입구를 향한 제 2 외측 나선 영역에서, 서로 다른 온도, 압력 영역 및 마모율을 나타낸다. 특히, 내측 나선 영역에서의 마모율은 외측 나선 영역에서보다 훨씬 빠르게 나타난다. 상술한 바와 같이, 일정하게 활성화되는 팁 시일을 이용하여 관측되는 경우에 비해 팁 시일 마모를 감소시키기 위해 팁 시일이 그루브(204, 204a)에 고정될 수 있으나, 이러한 구성체는 밀봉 효율을 감소시킨다. 추가적으로, 고정 팁 시일은 펌프의 비-정상 상태(non steady state) 사용 중, 예를 들어, 주기적으로 높은 가스 공급 중, 열팽창이 증가할 수 있다. 열팽창 증가는 추가적인 팁 시일 마모를 일으켜서, 펌프가 정상 상태 작동으로 복귀하여 수축할 때 팁 시일과 대향 스크롤 사이에 갭이 증가한다. 따라서, 팁 시일 간에 더 큰 누설이 나타나고 밀봉 효율이 감소한다.

도 5a를 참조하면, 스크롤-타입 메커니즘의 나선형 스크롤 부재(505)가 도시된다. 스크롤 부재(505)는 베이스판(504)으로부터 축방향으로 연장되는 나선형 벽체(502)를 갖는다. 벽체의 축방향 단부 표면에 그루브 또는 채널(506)이 형성되고, 그루브(506) 내에 팁 시일(508)이 위치한다. 펌프 유출구, 즉, 배기부 인근의 제 1 나선 영역(507)은 빗금으로 표시된다. 팁 시일은 서로 이격된 복수의 고정 위치(509)에서 대체로 고정된다. 고정점(510)은 도 5b에 도시되는 바와 같이, 제 2 나선 영역(512)으로부터 제 1 나선 영역(507)을 분리시킨다.

여기서 설명되는, 그리고, 도 5b에 예를 들어 도시되는, 발명의 실시예에 따르면, 스크롤 벽체(502)의 팁 시일 구성체는 유입구(518)와 유출구(520) 사이의 스크롤 중 한쪽 또는 양쪽의 제 1 나선 영역(507)을 따라 대향 스크롤(도시되지 않음)의 스크롤 기저부를 향한 팁 시일(516)의 축방향 움직임을 고정 위치(514)로 제한하거나 저항한다. 밀봉 구성체의 팁 시일은 이러한 고정 위치에서 팁 시일의 축방향 움직임에 저항하기 위해 팁 시일 구성체의 나선 영역(spiral extent)를 따라 서로 이격된 위치(514)에서 스크롤 벽체의 그루브에 대해 대체로 고정된다. 팁 시일 구성체는 제 2 나선 영역(512)으로부터 고정 위치(510)에 의해 분리되는 제 1 나선 영역(507)을 포함하고, 제 1 나선 영역은, 대향 스크롤 벽체의 스크롤 기저부에 대해 가압되기 위해 사용시 활성화될 수 있는 복수의 개별 팁 시일부(522)를 형성하는 복수의 고정 위치(514)를 포함한다. 이러한 방식으로, 개별 팁 시일부는 밀봉 효율 증가를 위해 대향 스크롤 벽체에 대해 가압될 수 있다. 그러나, 도 2에 도시되는 종래의 부동 팁 시일과는 달리, 팁 시일이 고정 위치에서 대체로 고정되기 때문에 팁 시일의 마모가 감소한다. 이러한 방식으로, 팁 시일은 고정 위치(514)에서 활성화될 수 없고, 대향 스크롤 벽체에 대해 가압되도록 축방향으로 이동할 수 없다. 따라서, 제 1 나선 영역은 부동 팁 시일의 밀봉 장점을 제공하면서도 고정 팁 시일과 같이 감소된 팁 시일 마모를 제공한다. 일 실시예에서, 고정 위치 사이의 개별 팁 시일부는 편향되어, 한쪽 또는 양쪽의 스크롤 벽체를 가로지르는 지정 양의 유체 누설을 가능하게 하여, 제 1 나선 영역에 걸쳐 유체의 압축을 감소시킨다.

본 발명의 팁 시일 구성체에 비교되는 실질적으로 부동하는 팁 시일 구성체에 대한 정량적 팁 시일 마모 측정치 대 시간이 도 19에서 도시된다. 본 발명에 따른 팁 시일 마모는 실질적으로 부동하는 팁 시일 구성체에 비해 크게 감소하였다.

종래 기술에서, 액티브 팁 시일 상의 활성화력이 높고, 따라서, 팁 시일의 열화 및 마모가 또한 높은 경우에 과도 마모 영역이 나타난다(도 19 참조). 제 1 나선 영역이 과도 마모 영역일 경우, 팁 시일의 축방향 움직임에 대한 저항이 마모를 감소시킨다. 그러나, 제작 중 또는 유지 관리 중 축방향 단부에 팁 시일이 위치한 후, 최적 밀봉 특성을 달성하기 위해 베딩-인(bedding in; 감착(嵌着))이 요구된다. 베딩-인 동안, 펌프가 작동하고 대향 스크롤의 스크롤 기저부에 의해 팁 시일이 마모된다. 종래 기술에서는 활성화력이 액티브 팁 시일을 대향 스크롤 기저부에 대해 가압되어 사용 중 팁 시일을 계속적으로 마모시키게 된다.

그러나 본 발명에서는 시일의 열팽창과 시일 간 가스 압력 차이로 인해 대향 스크롤 기저부를 향한 팁 시일의 축방향 움직임이 제한되어, 사용 중 팁 시일은 도 17a 및 도 17b에 도시되는 바와 같이, 적어도 제 1 나선 영역에서 나선 영역을 따라 대체로 구불구불한 형상을 형성하게 된다. 제 1 나선 영역에서, 개별 팁 시일부(1718)는 종래 기술과 관련하여 설명된 부동 팁 시일과 유사한 방식으로 거동하고, 축방향 및 반경 방향 모두로 움직일 수 있다. 허용되는 움직임의 크기는 선택된 팁 시일의 재료 특성과 고정 위치(1716) 사이의 간격에 좌우될 것이다. 더욱이, 개별 팁 시일부는, 움직임이 고정 위치에 의해 제약되는 단부에서보다, 나선 방향의 중심(즉, 고정점들 사이의 중간점)에서 더 크게 이동할 수 있을 것이다. 팁 시일은 (예를 들어, 도 17a 및 도 17b의 위치(1716)에서 도시되는) 고정 위치에서 스크롤 벽체의 상부 위로 돌출하는 것이 바람직하다.

따라서, 도 17b에 도시되는 바와 같이, 팁 시일이 베딩-인 프로세스에 의해 마모되면, 대향 스크롤 기저부에 대한 팁 시일의 힘이 감소되면서 최적 밀봉 표면(1720)이 유지되며 따라서 팁 시일의 추가적인 마모가 감소한다. 완전한 베딩-인 이후, 팁 시일과 대향 스크롤 기저부 사이의 힘이 대략 0이며, 이는 추가적인 팁 시일 마모가 실질적으로 전혀 발생하지 않음을 의미한다. 그러나, 종래의 팁 시일 구성체와는 달리, 본 발명에 따른 복수의 위치에서의 팁 시일은, 펌프 메커니즘의 열 변동으로 인해 틈새(도 2의 207)의 변화를 수용할 수 있도록 일부 가요성을 보지함에 따라 추가적인 가스 공급과 같은 과도 펌핑 조건(transient pumping conditions)에 의해서만큼 마모되진 않는다.

일반적으로, 고마모 영역은 활성화력과 가스 온도가 최대인 스크롤 구성체의 유출구에서 나타나며, 이는 유출구에서의 압력이 최대이기 때문이다.

스크롤 중 한쪽 또는 양쪽의 제 2 나선 영역을 따른 팁 시일 구성체는 스크롤 벽체 중 한쪽 또는 양쪽의 축방향 단부에 위치한 액티브 팁 시일을 포함한다. 종래 기술과 관련하여 상술한 바와 같이, 액티브 팁 시일은 대향 스크롤의 스크롤 기저부에 대해 가압되기 위해 사용시 활성화될 수 있다. 따라서, 제 2 나선 영역의 팁 시일은 베딩-인 이후 계속하여 마모된다. 그러나, 팁 시일 활성화력 및 가스 압력이 낮은 저마모 영역에 제 2 나선 영역이 위치함에 따라, 계속적인 마모는 개선된 밀봉을 이용할 때 절충점으로 수용가능할 수 있다.

일반적으로, 도 4에 도시되는 바와 같이, 제 1 나선 영역(407)은 유출구 인근이고, 제 2 나선 영역(412)은 유입구 인근이다. 일 실시예에서, 제 1 나선 영역은 유출구에 인접한 한쪽 또는 양쪽의 스크롤의 적어도 2개의 랩(wrap)에 걸쳐 연장된다.

여기서 설명되는 도 6 내지 도 16은 제 1 나선 영역 내 고정 위치에서 팁 시일을 고정시키기 위한 다양한 실시예들을 제시한다.

도 6은 팁 시일 구성체가 부분적으로 조립된 형태로 도시되는 본 발명의 일 실시예에 따른 팁 시일 구성체(600)를 도시한다. 도 6은 고정 위치에서 밀봉 구성체를 통해 취한 반경 방향 단면도를 도시한다. 팁 시일 구성체(600)는 스크롤 부재(602)의 그루브(604)에 수용되도록 위치하는 팁 시일(601)을 포함한다. 팁 시일 구성체(600)는 상술한 바와 같이 (예를 들어, 펌프 유출구 근처의 마지막 약 1/2개 내지 약 2개의 랩(wrap)과 같은) 과도 마모 영역을 따라 고정 위치에서 팁 시일(601)의 축방향 움직임을 제한하기 위한 수단을 더 포함한다.

본 실시예에서, 팁 시일(601)의 움직임을 제한하기 위한 수단(610)은 도 6에 도시되는 바와 같이, 팁 시일(601)의 볼록 곡면의 반경방향 면하는 측벽(610)을 포함한다. 따라서, 팁 시일(601)의 폭, 또는 반경 방향 크기는, 고정 위치에서 그루브(604)의 폭보다 크다. 대향 스크롤 부재의 단부판(612)은 팁 시일(601)에 대해 가압되어, 곡면 측벽(610)이 외향으로 돌출하게 하고, 따라서, 팁 시일이 그루브의 내측 벽체에 대해 가압되게 된다. 따라서, 팁 시일(601)은 그루브(604) 내에 끼워맞춰져서, 축방향 움직임이 고정 위치에서 국부적으로 제한된다. 즉, 팁 시일이 압입(press fitting)에 의해 그루브 내로 강제될 때 그루브의 내측 벽체에 힘을 가하여, 그루브 벽체의 표면과 팁 시일 사이의 마찰을 증가시킨다. 마찰력 증가는 축방향으로 팁 시일의 움직임을 제한하는 작용을 한다. 고정 위치 사이의 개별 팁 시일부는 그루브와의 마찰이 대체로 움직임을 제한하지 않도록 대체로 편평한 측부를 가질 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 팁 시일 구성체(700)의 다른 실시예의 고정 위치를 도시한다. 본 실시예에서, 축방향 움직임을 제한하기 위한 수단(710)은 접착 물질이다. 접착 물질(710)은 도 5를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이 과도 마모 영역을 따라 서로 이격된 고정 위치에서 그루브(704)에 위치한다. 따라서, 접착 물질(710)은 과도 마모 영역을 따라 고정 위치에서 축방향으로 팁 시일(710)의 축방향 움직임을 방지한다. 고정 위치들 사이의 개별 팁 시일부는 대체로 접착제없이 자유롭게 유지되고 자유롭게 움직일 수 있다. 추가적으로, 간단한 그루브 형태는 구성하기 용이하고, 팁 시일은 그루브의 최적 깊이에 맞는 크기로 구성될 수 있다.

팁 시일 구성체(800)의 다른 실시예에서, 접착 물질(810)은 도 8에 도시되는 바와 같이, 축방향 움직임을 제한하기 위해 팁 시일(801)의 횡방향 또는 반경 방향 측부 중 하나 또는 둘 모두 상에서 고정 위치에 배치된다. 접착 물질은 고정부 사이의 팁 시일의 요망 축방향 움직임을 제공하기 위해 충분히 빈번한 간격으로 위치한다.

도 9는 본 발명에 따른 팁 시일 구성체(900)의 다른 실시예의 고정 위치를 도시한다. 본 실시예에서, 팁 시일(901)의 축방향 움직임을 제한하기 위한 수단은, 팁 시일의 축방향 움직임에 저항하기 위해, 또는, 적어도 각각의 고정 위치에서 소정 크기를 넘는 팁 시일의 축방향 움직임에 저항하기 위해, 그루브의 보유부와 상호협동하는 팁 시일의 보유부를 포함한다. 도 9에서, 대체로 장방형의 보유 돌출부는 팁 시일의 기저부에서 반경 방향으로 연장된다. 보유 돌출부는 그루브의 기저부에서 상보 형상의 공동 내에 수용된다. 따라서, 도시되는 예에서, 팁 시일(901) 및 그루브(904)는 고정 위치에서 맞물리는 T-형상의 반경 방향 단면을 갖고, 팁 시일(901)의 축방향 움직임을 제한한다. 고정 위치들 사이의 개별 팁 시일부는 대체로 직선형 측부를 갖고, 도 9에 도시되는 T-형상부와 같은 보유부를 갖진 않는다. 그루브 자체는 제작 프로세스를 돕기 위해 나선 영역을 따라 T-형상을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 팁 시일의 마모는 팁 시일의 형상에 의해 제한된다. 그루브에 대한 팁 시일의 크기는 고정 위치에서 팁 시일의 소정의 제한된 양의 부동을 가능하게 하도록 선택될 수 있다.

다른 실시예의 고정 위치가 도 10에 도시된다. 팁 시일 구성체(1000)는 하나 이상의 핀(1014) 또는 다른 리테이너 부재를 이용하여 고정 위치에서 그루브(1004)의 기저부에 고정되는 팁 시일(1001)을 포함한다. 일례에서, 리테이너는 요망 상호-고정 편향(inter-fixing deflection)을 제공하기 위해 마모 영역의 나선 영역을 따라 국부적 활성화력에 대해 최적화된 구간에 위치한다. 도 10에 도시되는 바와 같이, 팁 시일(1001)은 채널, 그루브, 또는 구멍을 형성하는 2개의 축방향으로 연장되는 측방 단면을 포함한다. 채널에 팁 시일을 고정하기 위해 리테이너를 수용하기 위한 팁 시일 그루브의 기저부에 개구가 제공될 수 있다. 본 실시예에서, 팁 시일의 마모는 고정 핀(1014)에 의해 제한되며, 이러한 핀들은 축방향(도시되는 바와 같음) 또는 반경 방향으로 정렬될 수 있다. 축방향으로 정렬될 경우, 핀은, 점 주위로 팁 시일이 소정 각도까지 회전할 수 있도록 하는 점을 제공할 수 있다.

도 6 내지 도 10에 대해 상술한 실시예들은 기존 스크롤 펌프에 적용될 수 있다.

팁 시일의 축방향 움직임을 제한하기 위한 상술한 수단에 추가하여, 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하기 위한 다른 수단이 존재한다. 그루브의 측방 벽체는, 팁 시일이 팁 시일의 축방향 움직임에 저항하기 위해 그루브 내에 위치할 때, 팁 시일을 가압하기 위해 그루브 내로 연장되는 하나 이상의 구조물(formations)을 가질 수 있다. 도 11은 고정 위치에서 팁 시일(1101)의 축방향 움직임을 제한하기 위한 수단으로 그루브(1104) 내에 형성되는 핀치 포인트(1110) 형태의 구조물을 도시한다. 고정 위치 사이에서 개별 팁 시일부를 수용하는 그루브(1104)는 스크롤 벽체의 부분들 사이에서 일정한 반경 방향 크기를 형성한다. 본 실시예에서, 핀치 포인트(1110)는 스크롤 벽체부 중 하나 또는 둘 모두로부터 반경 방향으로 연장되어, 핀치 포인트에서 그루브의 반경 방향 크기를 감소시킨다. 그루브의 반경 방향 크기 감소는 팁 시일이 그루브 내에 위치할 때 팁 시일에 작용하는 힘을 증가시킨다. 이러한 힘 증가는 팁 시일과 스크롤 벽체 사이의 마찰을 증가시켜서, 핀치 포인트의 위치에서 팁 시일의 축방향 움직임에 저항하면서 핀치 포인트-간 편향(활성화)을 가능하게 한다. 도 11에서, 핀치 포인트는 대체로 삼각형의 단면을 갖고, 그루브(1104)의 깊이를 따라 연장된다. 핀치 포인트는 그루브를 절단하는 동일한 툴을 이용하여 형성될 수 있어서, 조립체의 구성을 쉽게 할 수 있다. 핀치 포인트는 핀치 포인트들 사이에서 팁 시일의 부동을 가능하게 하는 팁 시일에 대한 국부화된 핀치 효과를 제공한다. 핀치 포인트들 사이의 팁 시일의 부동은, 이러한 영역에서 팁 시일을 활성화되게 하고, 따라서, 이 영역에서 바람직한 밀봉을 가능하게 한다.

도 12는 다른 핀치 포인트를 도시한다. 본 실시예에서, 핀치 포인트(1210)는 도 11에 도시되는 핀치 포인트와 유사한 대체로 삼각형의 단면을 갖는다. 그러나, 본 실시예에서, 핀치 포인트(1210)는 그루브(1204)의 깊이의 일부분만을 따라 연장되어, 피닝 메커니즘(pinning mechanism)을 제공할 수 있다(반경 방향 또는 축방향으로 정렬된 개별적 핀들이 또한 사용될 수 있다). 본 실시예에서, 팁 시일이 그루브 내에 위치한 후, 팁 시일은 핀 타입 구성체의 핀치 포인트 아래로 팽창할 것이고, 따라서, 핀치 포인트에 시일을 고정하는데 도움이 될 것이다. 핀치 포인트는 핀치 포인트들 사이에서 팁 시일을 부동시키는 국부화된 핀치 효과를 제공한다. 핀치 포인트들 사이에서 팁 시일의 부동은 이러한 영역에서 팁 시일을 활성화시켜서, 이러한 영역에서 바람직한 밀봉을 가능하게 한다.

서로 이격된 일련의 핀치 포인트(1310)들이 도 13에 도시되는 바와 같이 유출구 근처의 그루브(1304)의 과도 마모 영역에 위치한다. 핀치 포인트(1310)는 스크롤 벽체의 나선 영역을 따라 약 10mm 내지 약 100mm만큼 이격될 수 있다. 이러한 실시예 및 설명되는 다른 실시예에서의 정확한 간격은 스크롤 벽체 간 압력 차이와 절대 압력, 그리고, 팁 시일의 강성과 같은 인자들에 좌우된다. 그루브의 각각의 반경 방향 측부 상의 핀치 포인트는 핀칭힘을 증가시키도록 정렬되는 것이 바람직하지만, 엇갈리게 배열될 수도 있다. 본 실시예에서, 핀치 포인트들은 그루브를 절단하는 동일 툴을 이용하여 형성될 수 있다. 추가적으로, 핀치 포인트는 핀치 포인트들 사이에서 팁 시일을 부동시키는 국부화된 핀치 효과를 제공한다. 핀치 포인트들 사이에서의 팁 시일의 부동은 이러한 영역에서 팁 시일을 활성화시키고, 따라서, 이러한 영역에서 유익한 밀봉을 가능하게 한다.

다른 실시예에서, 핀치 포인트(1410)는 고정 위치에서 팁 시일(도시되지 않음)의 축방향 움직임을 제한하기 위한 수단으로 장방형 단면을 갖는다. 일련의 핀치 포인트(1410)들이 도 4에 도시되는 바와 같이 그루브(1404)를 따라 위치한다. 장방형 단면을 갖는 핀치 포인트(1410)를 구성함으로써, 삼각형 단면을 갖는 핀치 포인트에 비해 조립 중 팁 시일을 정렬시키기가 용이하다. 추가적으로, 핀치 포인트들은 핀치 포인트들 사이에서 팁 시일을 부동시키는 국부화된 핀치 효과를 제공한다. 핀치 포인트들 사이에서의 팁 시일의 부동은 이러한 영역에서 팁 시일을 활성화시키고, 따라서, 이러한 영역에서 유익한 밀봉을 가능하게 한다.

다른 실시예에서, 도 15에 도시되는 바와 같이, 고정 위치의 길이가 연장된다. 본 예에서, 핀치 포인트(1510)는 앞서 설명한 실시예에 비해 나선 영역이 길다. 이러한 구성체는, 고정 팁 시일의 특성이 부동 시일의 특성에 비해, 선택된 펌핑 요건에 더 적합할 경우 바람직할 수 있다. 즉, 더 많은 팁 시일이 고정되고 더 적은 팁 시일이 자유롭게 부동한다. 이러한 구성체는 고정 위치들 사이의 간격을 감소시킴으로써 대안의 접근법에서 또한 달성될 수 있다.

도 16은 팁 시일(도시되지 않음)의 축방향 움직임을 제한하기 위한 다른 수단을 도시한다. 본 실시예에서, 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하기 위한 수단(1610)은 고정 위치에서 그루브(1604)의 가늘어지는 측부를 포함한다. 그루브(1604)의 측부(1610)는 고정 위치에서 가늘어져서, 기저부에서 그루브(1604)의 폭이 벽체의 단부에서 그루브(1604)의 폭보다 작다. 따라서, 팁 시일(도시되지 않음)은 그루브(1604)의 기저부 근처에서 끼워맞춰지고, 따라서, 고정 위치에서 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하게 된다. 본 실시예의 팁 시일 구성체는 팁 사일 하의 누설을 방지하고, 그루브 내에 팁 시일을 계속적으로 보유할 수 있게 한다. 게다가, 간단한 그루브 및 팁 시일 형태는 이러한 구성체를 비교적 쉽게 조립할 수 있게 한다.

팁 시일 구성체(1700)의 다른 실시예가 도 17a에 도시된다. 여기서, 팁 시일(1701)은 과도 마모 영역 내 그루브(1704)를 따라 규칙적 간격으로 고정되거나 제한되지만(1716), 고정 위치(1716) 사이에서 제한된 부동(1718)을 갖는다. 팁 시일(1701)은 축방향 움직임을 제한하기 위한 상술한 수단 중 임의의 것에 의해 고정될 수 있다. 본 실시예에서, 고정 구간 사이의 팁 시일의 개별 부분들은 부동 및 활성화되어 우수한 밀봉을 제공한다. 부동의 정도(the extent of floatation)는 핀치 포인트 사이의 간격이 증가함에 따라 증대할 것이다(국부적 활성화력에 또한 좌우된다).

예를 들어 도 17b에 도시되는 바와 같이, 사용시, 팁 시일(1701)은 점선으로 대체로 평면형의 밀봉 표면을 형성하는 대향 스크롤에 대해 가압된다. 팁 시일의 축방향 움직임은 설명을 위해 도 17b에 과장되어 도시된다. 밀봉 표면(1720)의 길이는 팁 시일의 재료 특성과 가요성과 같은 인자에 좌우된다. 고정 위치에서의 팁 시일은 대향 스크롤로부터 축방향으로 이격되어 일부 누설을 일으키지만, 더 큰 나선 영역의 밀봉 구성체를 활성화시켜서 효율적인 밀봉을 행할 수 있다. 그러나, 고정 위치들 사이의 개별 팁 시일부의 축방향 움직임이 제한됨에 따라, 이러한 팁 시일부는 종래 기술의 부동 팁 시일보다 훨씬 적은 크기로 마모된다. 따라서, 본 밀봉 구성체는 서비스나 유지관리에 대한 요건없이 더 긴 주기동안 효율적 밀봉을 제공한다.

다른 펌핑 상황에서, 과-압축이 펌프의 배기부를 향해 나타날 수 있다. 즉, 펌프는 대기압을 넘는 압력으로 가스를 압축할 수 있다. 일반적으로, 이는 바람직하지 못하고, 전력을 낭비하게 된다. 따라서, 팁 시일이 배기 영역에서 어느 정도로 고정될 때, 가스의 순방향 누설이 나타날 수 있고 따라서 과-압축이 감소될 수 있다.

도 5 내지 도 17의 실시예에 도시되고 앞서 설명한 본 발명은 파편 생성을 감소시키고, 스크롤-타입 장치에서 팁 시일 수명 및 유지관리 주기를 연장시킨다. 본 발명의 다른 실시예 및 변형은 앞서의 상세한 설명 및 예에 비추어 볼 때 당 업자에게 명백해질 것이며, 이러한 실시예 및 변형은 다음의 청구범위에 기재된 바와 같이 발명의 범위 내에 포함된다.

Claims

스크롤 펌프에 있어서,
유입구;
유출구;
제 1 스크롤으로서,
제 1 스크롤 기저부 및
상기 제 1 스크롤 기저부로부터 연장하는 제 1 나선 스크롤 벽체를 포함하는, 상기 제 1 스크롤;
제 2 스크롤으로서,
제 2 스크롤 기저부 및
상기 제 2 스크롤 기저부로부터 수직으로 상기 제 1 스크롤 기저부를 향해 연장하는 제 2 나선 스크롤 벽체로서, 상기 제 1 나선 스크롤 벽체는 상기 제 1 스크롤 기저부로부터 수직으로 상기 제 2 스크롤 기저부를 향해 연장하고, 상기 제 1 스크롤 및 상기 제 2 스크롤은 상기 제 1 스크롤과 상기 제 2 스크롤의 상대적 궤도 운동시에 상기 유입구로부터 상기 유출구로 유체를 펌핑하기 위해 협동가능한, 상기 제 2 스크롤; 및
팁 시일 구성체로서,
팁 시일 및
상기 제 1 나선 스크롤 벽체와 상기 제 2 스크롤 기저부 사이의 상기 제 1 나선 스크롤 벽체를 가로지르는 펌핑된 유체의 통과에 저항하기 위해 상기 팁 시일이 위치하는 상기 제 1 나선 스크롤 벽체의 단부를 포함하는, 상기 팁 시일 구성체를 포함하고,
상기 제 1 나선 스크롤 벽체는 상기 제 2 스크롤 기저부를 향하는 상기 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하는 복수의 수단을 포함하고, 상기 제 2 스크롤 기저부를 향하는 상기 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하는 각각의 수단은 상기 제 1 나선 스크롤 벽체를 따라 복수의 이격된 고정 위치의 각각의 고정 위치에 위치하고,
상기 팁 시일 구성체는 제 1 나선 영역 및 제 2 나선 영역을 더 포함하고,
상기 제 1 나선 영역은 상기 복수의 이격된 고정 위치 중 하나의 고정 위치에 의해 상기 제 2 나선 영역으로부터 분리되고,
상기 제 1 나선 영역은 상기 제 2 스크롤 기저부를 향한 상기 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하는 상기 복수의 수단에 의해 상기 복수의 고정 위치에서 제한되는 것에 기인하여 상기 제 2 스크롤 기저부에 대해 결합되어 가압하지 않는 상기 팁 시일의 복수의 비결합부를 규정하는 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트(subset)를 포함하고, 상기 팁 시일은 상기 스크롤 펌프의 동작 동안 상기 제 2 스크롤 기저부에 대해 결합되어 가압하도록 구성되는 복수의 대응 개별 팁 시일부를 포함하고, 상기 복수의 대응 개별 팁 시일부의 각각의 대응 개별 팁 시일부는 상기 팁 시일의 인접한 비결합부 사이에 위치하는
스크롤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 나선 영역 내의 상기 팁 시일 구성체는 상기 제 1 나선 스크롤 벽체의 단부에 위치한 액티브 팁 시일을 포함하고, 상기 액티브 팁 시일은 상기 스크롤 펌프의 동작 동안 상기 제 2 스크롤 기저부에 대해 결합되어 가압하는
스크롤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 나선 영역은 상기 유출구에 인접하여 위치하고, 상기 제 2 나선 영역은 상기 유입구에 인접하여 위치하는
스크롤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 나선 영역은 상기 유출구에 인접한 상기 제 1 스크롤의 적어도 2개의 랩(wrap)에 걸쳐 연장되는
스크롤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 팁 시일 구성체의 제 1 나선 영역을 따라, 상기 팁 시일이 상기 제 1 나선 스크롤 벽체의 단부를 따라 형성되는 그루브 내에 수용되고, 상기 팁 시일은 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트에서 상기 그루브에 대한 상기 팁 시일의 움직임에 저항하도록 구성되는
스크롤 펌프.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트의 적어도 하나의 고정 위치에서 상기 팁 시일은, 적어도 상기 적어도 하나의 고정 위치에서, 상기 제 1 스크롤의 반경에 평행하게 측정된 상기 그루브의 반경 방향 폭보다 큰, 상기 제 1 스크롤의 반경에 평행하게 측정된 반경 방향 폭을 가져서, 상기 팁 시일이 상기 그루브 내에 수용될 때, 상기 팁 시일이 상기 그루브의 내측 벽체에 대해 가압되어, 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트의 상기 적어도 하나의 고정 위치에서 상기 제 2 스크롤 기저부를 향한 상기 팁 시일의 움직임에 저항하기 위한 마찰을 증가시키는
스크롤 펌프.
제 6 항에 있어서,
상기 팁 시일은, 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트의 상기 적어도 하나의 고정 위치에서, 상기 제 1 스크롤의 반경에 평행하게 측정된 상기 그루브의 반경 방향 폭보다 큰, 상기 제 1 스크롤의 반경에 평행하게 측정된 반경 방향 폭을 갖는 볼록 곡면의 반경 방향으로 면하는 측벽을 가져서, 상기 팁 시일이 상기 그루브 내에 수용될 때, 상기 팁 시일이 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트의 상기 적어도 하나의 고정 위치에서 상기 그루브의 내측 벽체에 대해 가압되는
스크롤 펌프.
제 5 항에 있어서,
상기 그루브는 상보 형상의 그루브를 포함하고, 상기 팁 시일은 상기 상보 형상의 그루브와 협동하여 상기 제 2 스크롤 기저부를 향하는 상기 팁 시일의 움직임에 저항하기 위해 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트의 상기 적어도 하나의 고정 위치에서, 상기 제 1 스크롤의 반경을 따르는 반경 방향 단면의 형상을 갖는
스크롤 펌프.
제 8 항에 있어서,
상기 팁 시일은 상기 제 2 스크롤 기저부를 향하는 상기 팁 시일의 움직임을 제한하기 위해 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트의 상기 적어도 하나의 고정 위치에서 상기 상보 형상의 그루브와 맞물리는 형상을 갖는
스크롤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하는 상기 복수의 수단은 복수의 보유 부재를 포함하고, 상기 복수의 보유 부재의 각각의 보유 부재는 상기 팁 시일을 상기 복수의 이격된 고정 위치의 대응 고정 위치에서 상기 제 1 나선 스크롤 벽체에 대해 보유하는
스크롤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하는 상기 복수의 수단은 상기 팁 시일을 상기 제 1 나선 스크롤 벽체에 대해 보유하는 접착 물질을 포함하는
스크롤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하는 상기 복수의 수단은 그루브 벽체를 포함하며, 상기 그루브 벽체로부터 하나 이상의 구조물(formations)이, 상기 제 2 스크롤 기저부를 향하는 상기 팁 시일의 움직임을 제한하기 위해 상기 팁 시일이 상기 그루브 내에 위치할 때 상기 팁 시일을 가압하기 위해 적어도 하나의 상기 복수의 이격된 고정 위치에서 상기 그루브 내로 연장되는
스크롤 펌프.
제 12 항에 있어서,
상기 구조물은 쌍으로 형성되어 서로를 향해 상기 그루브 내로 연장되는
스크롤 펌프.
제 12 항에 있어서,
각각의 상기 그루브 벽체 상에서 상기 구조물은 서로에 대해 엇갈리도록 배치되는
스크롤 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 이격된 고정 위치의 고정 위치 사이의 개별 팁 시일부는 편향되도록 구성되어, 상기 제 1 나선 스크롤 벽체를 가로지르는 지정 양의 펌핑된 유체 누설을 가능하게 하여, 제 1 나선 영역에 걸쳐 유체의 압축을 감소시키는
스크롤 펌프.
스크롤로서,
스크롤 기저부;
상기 스크롤 기저부로부터 수직하여 연장하는 나선 스크롤 벽체; 및
팁 시일 구성체로서,
팁 시일 및
상기 팁 시일이 위치하는 상기 스크롤 기저부에 대향한 상기 나선 스크롤 벽체부의 단부를 포함하는, 상기 팁 시일 구성체를 포함하고,
상기 나선 스크롤 벽체는 상기 스크롤 기저부를 향하는 상기 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하는 복수의 수단을 포함하고, 상기 스크롤 기저부를 향하는 상기 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하는 각각의 수단은 상기 나선 스크롤 벽체를 따라 복수의 이격된 고정 위치의 각각의 고정 위치에 위치하고,
상기 팁 시일 구성체는 제 1 나선 영역 및 제 2 나선 영역을 더 포함하고,
상기 제 1 나선 영역은 상기 복수의 이격된 고정 위치 중 하나의 고정 위치에 의해 상기 제 2 나선 영역으로부터 분리되고,
상기 제 1 나선 영역은 복수의 불구속(unrestrained) 개별 팁 시일부를 규정하는 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트를 포함하여, 상기 팁 시일이, 상기 스크롤 기저부로부터 멀어지는 상기 팁 시일의 축방향 움직임을 제한하기 위한 상기 복수의 수단에 의해 상기 복수의 고정 위치에서 제한되는 것에 기인하여, 상기 나선 스크롤 벽체의 일단으로부터 상기 복수의 불구속 개별 팁 시일부를 넘어서 연장하지 않도록 구성된 복수의 비결합부를 포함하도록 하고, 상기 복수의 비결합부의 각각의 비결합부는 상기 복수의 불구속 개별 팁 시일부의 불구속 개별 팁시일부 중간의 고정 위치에 위치하는
스크롤.
제 16 항에 있어서,
상기 제 2 나선 영역 내의 상기 팁 시일 구성체는 상기 나선 스크롤 벽체의 단부에 위치한 액티브 팁 시일을 포함하고, 상기 액티브 팁 시일은 상기 제 2 나선 영역의 나선형 연장부를 따라서 억제되지 않는
스크롤.
제 16 항에 있어서,
상기 팁 시일 구성체의 제 1 나선 영역을 따라, 상기 팁 시일이 상기 나선 스크롤 벽체의 단부를 따라 형성되는 그루브 내에 수용되고, 상기 팁 시일은 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트에서 상기 그루브에 대한 상기 팁 시일의 움직임에 저항하도록 구성되는
스크롤.
제 18 항에 있어서,
상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트의 적어도 하나의 고정 위치에서 상기 팁 시일은, 적어도 상기 적어도 하나의 고정 위치에서, 상기 스크롤 기저부의 반경에 평행하게 측정된 상기 그루브의 반경 방향 폭보다 큰, 상기 스크롤 기저부의 반경에 평행하게 측정된 반경 방향 폭을 가져서, 상기 팁 시일이 상기 그루브 내에 수용될 때, 상기 팁 시일이 상기 그루브의 내측 벽체에 대해 가압되어, 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트의 상기 적어도 하나의 고정 위치에서 상기 스크롤 기저부로부터 멀어지는 상기 팁 시일의 움직임에 저항하기 위한 마찰을 증가시키는
스크롤.
제 18 항에 있어서,
상기 그루브는 상보 형상의 그루브를 포함하고, 상기 팁 시일은 상기 상보 형상의 그루브와 협동하여 상기 스크롤 기저부로부터 멀어지는 상기 팁 시일의 움직임에 저항하기 위해 상기 복수의 이격된 고정 위치의 서브세트의 상기 적어도 하나의 고정 위치에서, 상기 스크롤 기저부의 반경을 따르는 반경 방향 단면의 형상을 갖는
스크롤.