KR19980070887A - 배압 챔버로 제어된 유체를 배출하는 스크롤 압축기 - Google Patents

배압 챔버로 제어된 유체를 배출하는 스크롤 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR19980070887A
KR19980070887A KR1019980002452A KR19980002452A KR19980070887A KR 19980070887 A KR19980070887 A KR 19980070887A KR 1019980002452 A KR1019980002452 A KR 1019980002452A KR 19980002452 A KR19980002452 A KR 19980002452A KR 19980070887 A KR19980070887 A KR 19980070887A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scroll
base plate
pressure chamber
scroll member
back pressure
Prior art date
Application number
KR1019980002452A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100298605B1 (ko
Inventor
알렉산더리프슨
제임스더블유.부쉬
Original Assignee
윌리엄더블유.하벨트
캐리어코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윌리엄더블유.하벨트, 캐리어코포레이션 filed Critical 윌리엄더블유.하벨트
Publication of KR19980070887A publication Critical patent/KR19980070887A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100298605B1 publication Critical patent/KR100298605B1/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/005—Axial sealings for working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0253—Details concerning the base
    • F04C18/0261—Details of the ports, e.g. location, number, geometry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
    • F04C18/0292—Ports or channels located in the wrap

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

스크롤 압축기에서 배압 챔버로 배출되거나 주입된 압력에 대한 개선된 제어
는 스크롤 압축기의 대부분의 작동 사이클 동안 배출구가 폐색된 상태를 유지함으 로써 달성된다. 구멍은 사이클의 일부 구간 동안 토출압에 선택적으로 노출되고 사이클의 제2 일부 구간 동안 중간압에 선택적으로 노출되는 것이 바람직하다. 그러한 두 일부 구간을 제외하고는 구멍은 폐색되어 있는 것이 바람직하다. 발명은 배압 챔버 내의 맥동을 저하시키고 또한 흘러 들어온 유체와 구멍을 통해 배압 챔버로 나가는 유체에 의해 야기된 펌프 손실을 줄인다. 제1 실시예에 있어, 홈은 선정된 중간압과 토출압이 고정 스크롤 부재의 기초판의 위치와 연통되도록 고정 스크롤 부재에 형성되어 있다. 선회 스크롤 부재의 랩에 있는 배출구는 주기적으로 두 홈 위를 이동한다. 배출구는 대부분의 작동 사이클 동안 고정 스크롤 부재의 기초판으로 폐쇄되어 있다. 제2 실시예에 있어, 한 쌍의 구멍은 스크롤 부재 중 하나의 기초판을 관통하여 형성되어 있다. 구멍은 스크롤 압축기의 대부분의 작동 사이클 동안 다른 스크롤 부재의 랩으로 폐쇄되어 있다. 각각의 구멍은 중간압과 토출압을 배압 챔버에 선택적으로 주입시키기 위해 작동 사이클의 일부 구간 동안만 개방된다.

Description

배압 챔버로 제어된 유체를 배출하는 스크롤 압축기
본 발명은 배압 챔버에 배출된 유체의 압력이 제어되고 최적화되는 개선된 스크롤 압축기에 관한 것이다.
스크롤 압축기는 여러 공기 조화기와 냉동 압축기에 널리 이용되고 있다. 스크롤 압축기의 몇 가지 주요 장점은 스크롤 압축기들이 상대적으로 저렴하고 소형이라는 점이다. 하지만 스크롤 압축기는 안정된 작동을 이루는데 있어 문제점들을 가지고 있다.
공지의 스크롤 압축기가 도1a에 도시되어 있다. 스크롤 압축기는(20)는 축(24)으로 구동되는 선회 스크롤 부재(22)를 포함한다. 고정된 스크롤 부재(26)는 기초판에서부터 연장된 나선형 스크롤 랩(28)을 구비하며, 선회 스크롤 부재(22)의 기초판에서부터 연장된 나선형 스크롤 랩(27)의 안쪽에 끼워져 있다. 토출 포트(23)는 압축된 유체를 수용한다. 배압 챔버(29)는 한 쌍의 시일(30, 32)과 크랭크 케이스(33)로 형성되어 있다. 배출구(34)는 스크롤 랩(27, 28) 사이에 형성된 압력 챔버에서부터 배압 챔버(29)까지 유체를 주입한다. 배압 챔버(29)로 주입된 유체는 선회 스크롤 부재(22)와 고정 스크롤 부재(26)를 축선을 따라 분리시키는 선회 스크롤 부재(22)의 중심 축 근처에 형성된 분리력에 저항하는데 이용된다. 배압 챔버(29)에 형성된 힘은 이러한 분리력에 저항하고 고정 스크롤 부재(26)쪽으로 편의된 선회 스크롤 부재(22)를 지탱한다.
이러한 표준형 스크롤 압축기에는 몇 가지 결함이 있다. 특히 배출구(34)는 일반적으로 선회 스크롤 랩(22)의 선회 사이클 대부분에 걸쳐서 스크롤 랩(27, 28) 사이로 제한된 압력 챔버에 개방되어 있다. 그래서 배출구(34)는 변동하고 맥동하는 압력을 배압 챔버(29)에 연통시킨다.
도1b에서 도시한 바와 같이 어느 한 압력 챔버에 있어 스크롤 랩(27, 28) 사이에 형성되는 압력은 작동 사이클 중 변동한다. 압력은 낮은 흡입압(41)에서부터 높은 토출압(42)까지 증가한다. 중간압 램프(43)는 흡입압(41)에서부터 고압(42)까지 연장된다. 종래 기술의 배출구(34)는 전형적으로 램프(43)의 일부와 고압(42)의 일부를 동반한 중간압에 노출되어 있다. 이러한 노출 기간은 봉입 영역(47)으로 도시된다. 때때로 고정 스크롤 랩(28)은 구멍(34) 위를 지나게 되므로 고정 스크롤 랩(28)을 순간적으로 폐쇄시키게 된다. 이러한 폐쇄는 전형적으로 우연한 것이고 제한된 시간 동안 이루어진다. 그래서 스크롤 압축기의 작동 사이클 중 배압 챔버(29)의 압력이 맥동하고 급격히 변동하게 된다. 이것은 고압력비 스크롤 압축기의 경우에 특히 심하다. 즉, 만일 저압(41)과 토출압(42)간에 압력비가 상대적으로 크다면 압력 맥동이 현저하게 증가하게 된다. 스크롤 압축기는 현재 고압력비 기기로 고려되고 있다. 그래서 종래 기술의 배출구를 가진 배압 챔버(29)에는 상당량의 맥동이 일어날 것으로 기대될 수 있다.
배압 챔버에서의 맥동은 배압 시일의 불량과 불안정한 작동을 초래하는 것으로 알려져 있다. 맥동은 선회 스크롤 부재와 고정 스크롤 부재 사이의 분리력에 저항하는 배압을 변동시키게 된다. 그 배압은 항상 성공적으로 분리력에 저항하지는 못하며, 특히 배압 챔버 압력이 맥동의 저점에 있을 경우에는 더욱 그렇다.
종래 기술의 또 다른 문제는 맥동 압력이 압력 챔버에서부터 배압 챔버로 요동 이동하는 가압 유체로부터 비교적 대량의 펌프 손실을 초래하게 한다는 점이다. 이러한 압력 손실은 압축기의 전체 효율의 몇 퍼센트를 차지할 수 있어서 바람직하지 못한 것이다.
일반적으로 분리력에 저항하는 배압을 더 높게 하는 것이 바람직하다. 그러나 배압 챔버에 어떤 중간압을 가지는 것도 바람직하다. 그래서 배출구(34)를 단지 상대적으로 높은 토출압을 얻기 위해 스크롤 부재의 중심 근처에만 배치하는 것은 항상 아주 바람직한 것은 아니다.
스크롤 압축기에 관한 다른 응용은 특정 실시예에서 나타난다. 어떤 실시예에서는 밸브가 토출 포트(23) 위에 배치될 수 있다. 밸브는 중간압 램프(43)의 최고 상승점(45) 위로 현저하게 증가하는 토출압(44)에 응답하여 선택적으로 개폐된다. 이러한 경우 더 낮은 압력 범위에 더 근접하는 중간압 램프에 동반된 압력이 배압 챔버(29)에서 사용되는 것은 매우 바람직하지 않다.
다른 실시예에서는 실제적으로 상승점(45)의 압력은 토출압(46)보다 더 높다. 이러한 실시예에 있어서는 특정 압축기 실시예에 대해 실질적으로 가장 높은 작동 압력에 해당되는 상승점(45)에 근접하는 영역이 존재하기 때문에 중간압도 함께 제거하는 것은 바람직하지 못하다.
그래서 최적의 배압을 달성하는 문제는 종래 기술의 배출구로는 용이하게 해결되지 않는다.
본 발명은 배출구가 스크롤 압축기의 작동 사이클의 일부에서만 개방되는 스크롤 압축기를 개발함으로써 종래 기술의 문제점을 극복한다. 배출구는 스크롤 압축기의 대부분의 작동 사이클 중에는 효과적으로 폐쇄된다. 본 발명에서 설계자는 배출구가 최적의 중간압과 토출압을 선정하여 노출되도록 되어 있고 그 선정된 압력이 배압 챔버와 연통되고 그 챔버 내에서 유지되게끔 되어 있음을 보증할 수 있다. 압력 맥동도 또한 저하하게 된다. 게다가 맥동의 저하로 종래 기술에서 발견된 펌프 손실도 현저하게 저하하게 된다.
도1a는 종래 기술의 스크롤 압축기를 도시한 도면.
도1b는 종래 기술의 스크롤 압축기의 전형적인 사이클 중에 개입되는 압력을 도시한 그래프.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 대응하는 선회 스크롤을 도시한 도면.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 이용되는 고정 스크롤의 중심부를 도시한 도면.
도4a는 본 발명의 제1 실시예의 사이클 중 제1 단계를 도시한 도면.
도4b는 도4a에서 도시된 단계에서 도시를 명확히 하기 위해 선회 스크롤 랩을 제거한 상태의 도면.
도4c는 후속 단계를 도시한 도면.
도4d는 후속 단계를 도시한 도면.
도4e는 후속 단계를 도시한 도면.
도4f는 후속 단계를 도시한 도면.
도4g는 후속 단계를 도시한 도면.
도5는 도1과 유사한 그래프이지만 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도면.
도6은 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면.
도7a는 본 발명의 제3 실시예를 도시한 도면.
도7b는 제3 실시예의 상세도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
20 : 스크롤 압축기
22 : 선회 스크롤 부재
23 : 토출 포트
26 : 고정 스크롤 부재
28 : 나선형 스크롤 랩
29 : 배압 챔버
34 : 배출구
41 : 흡입압
42 : 토출압
43 : 중간압 램프
50 : 선회 스크롤 부재
52 : 기초판
53 : 선회 스크롤 랩
54 : 배출구
60 : 고정 스크롤 부재
64 : 기초판
66 : 토출 포트
74 : 중간압 홈
91 : 선회 스크롤
97 : 고정 스크롤
110 : 고정 스크롤 랩
120 : 선회 스크롤 랩
본 발명의 실시예에 있어, 주입 또는 배출 시스템은 작동 사이클 중 일부 구간에서 나타나는 중간압하의 압력 챔버로부터 배압 챔버로 선택적으로 유체를 배출하고 나서 사이클의 다른 일부 구간에서 나타나는 토출압하의 유체를 배출하도록 형상화되어 있다. 배출구는 중간압 부분의 주입구와 토출압 부분 사이에서 폐쇄되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 시스템은 중간압을 주입하기 위한 바람직한 지점과 기간, 그리고 토출압을 주입하기 위한 바람직한 지점과 기간을 신중하게 선정함으로써 유익한 결과를 얻을 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 있어, 배출구는 선회 스크롤의 스크롤 랩의 선단을 관통 연장한다. 구멍은 대부분의 작동 사이클 중에는 폐쇄되어 있거나 고정 스크롤의 기부의 말단면에 접해있다. 그러나 전 사이클 중 상대적으로 작은 구간에서는 구멍이 중간압에 노출되어 있다. 그러고 나서 다시 일정 시간 동안 구멍이 폐쇄되었다가 다시 사이클의 일부 구간 동안 토출압에 노출되게 된다.
바람직한 실시예에 있어, 홈이 고정 스크롤의 기초판에 형성되어 있어서 선회 스크롤 랩이 고정 스크롤 랩과 상대 운동을 할 때 홈은 선회 스크롤 랩에 있는 배출구와 주기적으로 연통되는 지점으로 토출압과 중간압을 주입한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어, 배출구는 선회 스크롤이나 고정 스크롤의 기초판에 관통하여 형성되어 있다. 다른 스크롤 부재의 스크롤 랩은 대부분의 스크롤 압축기의 작동 사이클 동안 배출구 위에 배치되어 있다. 그러나 배출구는 중간압에 노출되는 스크롤 압축기의 작동 사이클의 일부 구간과 토출압에 노출되는 일부 구간만 개방된다. 이와 같은 관점의 발명에 있어 가장 적합한 실시예는 실질적으로 두 개의 배출구가 이용되고 두 배출구 모두 배압 챔버와 연통되며 그 중 하나는 주기적으로 중간압과 연통하며 다른 하나는 주기적으로 토출압과 연통된다.
본 발명의 이러한 특징은 발명의 상세한 설명과 도면 및 요약서에서 잘 나타난다.
도2에서 도시한 선회 스크롤(50)은 기초판(52)에서부터 연장되어 스크롤 랩(53)을 가진 기초판(52)을 구비하고 있다. 배출구(54)는 랩(53)의 선단(56)에 관통하여 형성되어 있다. 배출구(54)는 기부(52)에 관통 연장되어 주입구(62)에 이르는 횡단 보어(60) 선단에 있는 보어(58)와 연통한다. 구멍(62)은 종래 기술에서 처럼 배압 챔버(29)와 연통한다. 플러그(64)는 기부(52) 단부의 보어(60)를 폐색한다.
도3은 선회 스크롤 부재(50)로서 자주 이용되는 고정 스크롤 부재(60)의 랩의 중심부를 도시한다. 랩(62)은 기초판(64)에서부터 연장된다. 토출 포트(66)는 일반적으로 기초판(64)의 중심부에 있다. 제1 고압 주입 홈(68)은 단부(70)에서부터 연장되어 원격 단부(72)에 있는 토출 포트(66)와 연통된다. 중간압 홈(74)은 홈(68)의 단부(72)와 인접하여 배치된 단부(76)에서부터 원격 단부(78)까지 연장된다. 홈(68, 74)은 기초판에 있는 홈 단부의 위치에 유체를 주입하는 주입구로 대체될 수 있다.
이하에는 본 발명의 작동을 도4a 내지 4g를 참고하여 설명하기로 한다. 알려진 바와 같이 선회 스크롤은 고정 스크롤에 상대적인 반복 사이클을 통해 선회한다. 각 사이클마다 나누어진 단계 중 배출구(54)의 위치를 도4a 내지 4g를 참고하여 설명한다.
도4a에 도시한 바와 같이, 선회 스크롤 랩(53)과 배출구(54)는 고정 스크롤(60)의 상부에 배치된다. 배출구(54)는 기초판(64)에 정렬되어 도시되어 있고 두 홈(68, 74)과는 연통하고 있지 않다. 이 시점에서 랩(53)과 기초판(64) 사이의 폐색된 공간은 배출구(54)로 유입되는 데 상당한 저항을 주게 된다. 그래서 미리 배압 챔버(29)에 포획된 유체가 남아 있게 되고 이 부분에서의 사이클 과정 중에는 종래 기술의 맥동과 펌프 손실이 제거되게 된다. 이 도면에서 홈(74)이 랩(53)의 외부에서 중간압과 방사상으로 연통하는 것으로 도시되어 있음을 주목하라. 홈(68)은 토출 포트(66)를 통해 토출압과 계속해서 연통한다. 그러나 배출구(54)가 홈(68, 74)과 정렬되어 있지 않으므로 배출구(54)와 연통할 수 있는 압력은 없다. 도4b는 도4a에서 도시한 것과 유사하면서도 도시를 명확히 하기 위해 선회 스크롤 랩(53)을 제거시킨 상태의 작동점을 도시하고 있다. 배출구(54)는 도4a에서 도시된 것과 거의 같은 위치로 도시되어 있다.
도4c는 본 실시예의 스크롤 압축기의 작동 사이클에서 약간 더 나아간 단계를 도시한다. 주입구(54)는 여전히 홈(68, 74)과 연통되어 있지 않다.
도4d는 도4c에서 도시된 것의 후속 지점을 도시하고 있다. 여기서, 배출구(54)는 홈(74)의 안쪽 단부(76)와 연통되게 된다. 중간압 유체가 홈 단부(78)에서부터 홈의 일부(76)까지 주입되어 배출구(54)를 통해 배압 챔버로 주입된다. 홈(74)의 단부는 중간압을 단부(76)와 연통될 수 있도록 이 지점에서는 선회 스크롤 랩에 의해 덮혀 있지 않다. 이런 주기적 지점에서의 중간압이 홈의 일부(76)로 주입되는 위치는, 특정 스크롤 압축기에서 요망되는 특정 중간압이 신중히 선정되도록 조절될 수 있다. 예컨대, 몇몇 실시예에 있어 배출구(54)로 주입되는 가능한 한 높은 중간압을 가지는 것이 바람직한 경우도 있을 수 있다. 그러한 예에 있어 홈(74)의 형상은 배출구(54)가 도4d에 도시된 위치에 있는 경우 홈(74)에 노출된 중간압이 가장 높은 중간압 지점에서부터 나오도록 설계된다. 기술분야에서 통상의 숙련을 가진 작업자라면 본 발명의 이러한 특징을 인식할 수 있으며 특정 스크롤 압축기의 특히 요망되는 작동 특징에 따라 홈(74)을 설계할 수 있을 것이다.
도4e는 도4d에서 도시된 것에 후속하는 단계를 도시한다. 이 지점에서 배출구(54)는 단부(76)를 지나 이동함으로써 홈(74)과의 연통을 벗어나 이동되려 하고 있다.
도4f에서 도시된 바와 같이 현재 배출구(54)는 두 홈(74, 68)과 연통하고 있지 않다. 이 지점에서 배압 챔버(29) 내의 증기가 포획되고 유지된다. 이 부분의 사이클에서는 다시 맥동과 펌프 손실이 제거된다.
도4g에서 도시된 바와 같이 스크롤 압축기는 도4f에서 도시된 지점을 지나 이동했다. 이 지점에서 배출구(54)는 현재 홈(68)의 단부(72)와 연통된다. 이 지점에서 토출 포트(66)에서 나온 토출압은 주입구(54)를 연통해 단부(70)에서 단부(72)로 연통하고 배압 챔버(29) 내로 도입된다.
도4g에서 도시된 지점에서부터 압축기는 도4a와 도4b에서 도시된 위치까지 복귀한다. 토출 포트에서 미리 주입된 증기는 배압 챔버(29)에서 포획되고 유지된다.
본 발명에 따르면 설계자는 배압 챔버(29)의 압력을 신중하게 조절할 수 있다. 도5는 본 발명의 한 사이클 동안 압력 챔버의 압력을 도시한 것이다. 도시한 바와 같이 설계자가 두 군데의 협소한 봉입 영역(77, 78)을 가진 특정 스크롤 압축기에서 필요하다면 설계자는 다양한 압력하의 증기를 주의깊게 포획할 수 있다. 그래서 설계자는 봉입 영역(77)의 토출압하에서의 증기를 포획할 수 있고, 또 바람직한 중간압하에서의 협소한 봉입 영역하에서의 증기도 포획할 수 있다.
스크롤을 분리시키면서 배압 챔버 힘에 대항하는 힘의 일부는 중간압 램프(43) 구간에, 또 일부는 토출압(42)(또는 44나 46) 구간에 의존한다. 그래서 배압 챔버 압력과 그로 인한 힘이 그러한 두 압력 요소에 의존적이면서 독립적으로 응답하는 것이 바람직스럽고 필요한 것이다. 배출구(54)가 홈 단부(72, 76)에 각각 노출되는 시간을 결정짓는 봉입 영역(77, 78)의 적절한 폭의 선정 뿐 아니라 중간압 램프(43)의 봉입 영역(78)의 위치의 선정 및 배압 챔버(29)의 영역 선정도 스크롤 분리력의 변화에 가장 적절하게 대항하고 응답하는 배압 챔버 압력과 그로 인한 힘을 정할 수 있게 한다. 몇 가지 실시예에 있어, 봉입 영역(78)의 평균 압력이 높게 되면 중간압 램프(43)의 크기에 대한 응답성의 손실없이 배압 챔버(29)의 평균 압력도 높아진다. 평균 압력이 높아진다는 것은 주어진 크기의 배압 챔버 힘에 대해 배압 챔버 영역을 감축할 수 있게 되어 압축기의 전체 크기도 감축할 수 있게 됨을 의미한다. 그래서 봉입 영역(78)을 중간압 램프(43)의 최고점(80)에 가능한 한 가까이에 심지어 그 최고점에 인접하게 배치하는 것이 종종 바람직하다. 설계자는 특정 스크롤 압축기의 이러한 목표를 결정할 수 있으며 최적의 작동 특성을 가지도록 상기의 다양한 설계방법 중에서 적절하게 선정할 수 있다.
도6은 제2 실시예(90)를 도시하며, 그 실시예에서 선회 스크롤(91)은 랩(98)의 일부에 인접하여 형성된 두 개의 압력 주입구(94, 96)를 구비한 기부(92)를 가진다. 도시한 바와 같이 구멍(94, 96)은 랩(98)의 안쪽 단부에 도시되는 것이 좋다. 고정 스크롤(97)은 주입구(94)를 덮는 한편 주입구(96)를 노출시키는 위치에 도시되어 있다. 점선(99, 100)은 선회 스크롤 랩(91)의 선회 운동 중 구멍(94, 96)의 운동을 도시하고 있다. 도시한 바와 같이 대부분의 작동 사이클에 걸쳐 구멍(94, 96)은 스크롤 랩(97)으로 덮혀있게 된다. 구멍(96)은 봉입 영역(77)에 대응한 압축 사이클의 일부에서 나타나는 토출압과 연통되고 있으며 구멍(94)은 봉입 영역(78)에 대응한 압축 사이클의 일부에 해당하는 중간압과 연통되고 있다. 또한 두 구멍 모두 배압 챔버(29)와 연통되고 있다.
위에서 논의된 것과 같은 장점이 본 실시예로 달성된다.
도7a는 본 발명의 또 다른 실시예(109)를 도시한다. 실시예(109)에 있어 고정 스크롤 랩(110)은 랩(114)에 인접하여 형성된 기부(112)를 구비한다. 배출구(116, 118)는 기부(112)를 관통하여 형성된다. 선회 스크롤 랩(120)은 구멍(116)을 덮는 한편 구멍(118)을 노출시키는 것으로 도시되어 있다. 스크롤 랩(120)이 운동하는 동안 다시 구멍(116, 118)은 압축 사이클의 선정된 일부 과정 동안 주기적으로 압력에 노출될 것이다. 그러나 종래 기술의 경우와 마찬가지로, 본 실시예의 스크롤 압축기의 대부분의 작동 사이클 동안 선회 스크롤 랩(120)은 구멍(116, 118)을 덮는 것이 바람직하다.
도7b는 도7a에서 도시된 제3 실시예의 특징을 도시하고 있다. 본 실시예에 있어, 유체 연통 라인(122)은 고정 스크롤 랩(110) 주위로 통해 배압 챔버(29)로 연장되는 것을 도시하고 있다.
요컨대, 본 발명은 스크롤 압축기의 배압 챔버로 주입되거나 배출되어진 유체를 제어하는 방법과 기구를 제공하는 것이다. 본 발명의 적합한 실시예에 있어, 주입은 스크롤 압축기의 작동 사이클 중 상대적으로 작은 두 군데의 일부 구간에 걸쳐 실시된다. 제1 구간 동안 중간압은 배압 챔버로 주입된다. 그리고 나서 주입구는 스크롤 압축기의 작동 사이클의 기간 동안 폐쇄된다. 그리고 나서 주입구는 토출압에 노출되고 다시 폐쇄된다. 그래서 본 발명은 스크롤 압축기의 작동 사이클 중 상대적으로 작고 주의깊게 선정된 두 구간 동안 유체를 배압 챔버로 주입한다. 이러한 방식으로 조작자는 배압 챔버 내의 맥동 및 배출구를 통한 펌프 손실을 제거할 수 있으며 또한 배압 챔버에서 발견된 압력을 주의깊게 조절할 수 있다.
본 발명의 주요 특징을 이용하면서도, 이제까지 특정하여 서술한 실시예에 대한 것과는 다른 변경예들이 있을 수 있다. 한 가지 예로, 도3에서 도시된 것과 같이 홈은 선회 스크롤에 배치될 수 있다. 배출구는 도7에서 도시된 것처럼 통로가 배치된 고정 스크롤에 배치될 수 있다. 나아가 도3의 실시예에서 도시한 바와 같이 홈은 선회 스크롤의 선단을 통과하는 두 개의 배출구를 이용할 수 있다. 각 배출구는 홈들 중 하나와 배타적으로 연통할 수 있다. 나아가 배압 챔버라는 용어가 이 실시예에서 이용되는 경우 세 개의 시일을 이용함으로써 서로 분리되어 있는 한 쌍의 서브 챔버를 이룰 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 이러한 유형의 이중 챔버인 배압 챔버는 여전히 본 발명의 범위에 속한다. 물론 본 발명의 주요 목적을 달성하기 위해 이용될 수 있는 여러 다양한 형태도 있다. 위에서 기술한 예는 단순히 이 시점에서 가장 적절한 실시예일 뿐이다.
이제까지 본 발명의 실시예에 대해 설명하였지만, 기술분야의 통상의 숙련을 지닌 작업자라면 본 발명의 범위 내에서 어떠한 변형도 가능하다는 점을 인식할 수 있을 것이다. 그러한 이유로 이하의 청구범위는 본 발명의 진정한 범위와 내용을 결정하기 위해 고려되어야만 한다.
본 발명은 배출구가 스크롤 압축기의 작동 사이클의 일부 구간에서만 최적의 중간압과 토출압을 선정하여 개방되도록 함으로써 배압 챔버 내의 맥동을 저하시키고 이러한 맥동의 저하로 종래 기술에서 발견된 펌프 손실도 현저하게 저하시키는 효과를 갖는다.

Claims (10)

  1. 기초판과 상기 기초판에서부터 연장된 스크롤 랩을 구비한 고정 스크롤 부재와,
    기초판과 상기 기초판에서부터 연장된 스크롤 랩을 구비하고 작동 사이클을 통해 상기 고정 스크롤 부재에 상대 운동하도록 구동되는 선회 스크롤 부재와,
    상기 스크롤 부재 중 다른 스크롤 부재와는 격리된 부재의 기초판 한쪽에 형성된 배압 챔버와,
    상기 배압 챔버로 유체를 주입하는 시스템을 포함하며,
    상기 선회 스크롤 부재의 상기 스크롤 랩과 상기 고정 스크롤 부재의 상기 스크롤 랩은 서로 끼워져서 복수의 압력 챔버를 형성하도록 된 스크롤 압축기에 있어서,
    상기 시스템은 대부분의 상기 작동 사이클 동안 폐쇄되어 있고 상기 스크롤 부재의 상기 작동 사이클의 일부 구간 동안 상기 압력 챔버 중 적어도 하나의 챔버에 선택적으로 노출되는 적어도 하나의 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시스템은 두 개의 개방 부분, 즉 상기 배압 챔버로 토출압이 주입되는 제1 부분과, 상기 배압 챔버의 토출압과 다른 압력을 주입하는 제2 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다른 압력이 중간압인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 고정 스크롤 부재와 선회 스크롤 부재 중 한 부재의 상기 기초판이 상기 기초판을 관통 연장하는 한 쌍의 배출구를 구비하고, 상기 배출구는 상기 스크롤 압축기의 대부분의 작동 사이클에 걸쳐 상기 스크롤 부재 중 다른 부재의 상기 스크롤 랩에 의해 선택적으로 덮혀지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 배출구가 상기 선회 스크롤 부재에 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 배출구가 상기 고정 스크롤 부재에 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  7. 기초판과 상기 기초판에서부터 연장된 스크롤 랩을 구비한 고정 스크롤 부재와,
    기부와 상기 기부에서부터 연장된 스크롤 랩을 구비하고 작동 사이클을 통해 상기 고정 스크롤에 상대 운동하도록 구동되는 선회 스크롤과,
    상기 고정 스크롤 부재와는 격리된 상기 선회 스크롤 부재의 상기 기초판의 한쪽에 형성된 배압 챔버를 포함하며,
    토출압을 상기 고정 스크롤 기초판의 일부와 연통시키도록 상기 고정 스크롤 기초판에 형성된 제1 홈과, 토출압과는 다른 압력을 상기 고정 스크롤 기초판 위치에 연통시키도록 상기 고정 스크롤 기초판에 형성된 제2 홈과, 상기 제1 홈과 제2 홈에서부터 상기 선회 스크롤 랩을 통과해 상기 배압 챔버에 이르며, 가압 유체를 주입하기 위한 적어도 하나의 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 선회 스크롤 랩이 선단에 형성된 상기 배출구를 구비하고 상기 배출구가 상기 고정 스크롤 부재의 상기 기초판 위의 상기 홈을 주기적으로 횡단하도록 선택적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 선회 스크롤 랩에 단일 구멍이 형성되어 있고, 상기 단일 구멍은 상기 제1 홈과 연통되다가 상기 고정 스크롤 부재의 상기 기초판에 의해 폐색되는 상태와 상기 제2 홈과 연통되다가 상기 고정 스크롤 부재의 상기 기초판에 의해 폐색되는 상태가 교대되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  10. 기초판과 상기 기초판에서부터 연장되는 스크롤 랩을 구비한 고정 스크롤 부재와, 기초판과 상기 기초판에서부터 연장되는 스크롤 랩을 구비한 선회 스크롤 부재와, 상기 스크롤 부재 중 다른 스크롤 부재와 격리된 부재의 상기 기초판의 한쪽에 형성된 배압 챔버를 구비한 스크롤 압축기를 작동하는 방법으로서,
    상기 선회 스크롤 부재를 상기 고정 스크롤 부재에 대해 작동 사이클을 통해 상대 운동시키는 단계를 포함하는 작동 방법에 있어서,
    상기 고정 스크롤 부재의 상기 스크롤 랩과 선회 스크롤 부재의 상기 스크롤 랩 사이에 형성된 압력 챔버로부터 상기 배압 챔버로 유체를 주입하는 단계를 포함하며, 상기 주입이 상기 선회 스크롤 부재의 대부분의 상기 사이클에 걸쳐 나타나지 않도록 간헐적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 작동 방법.
KR1019980002452A 1997-01-28 1998-01-26 배압챔버로제어된유체를배출하는스크롤압축기 KR100298605B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8/789,933 1997-01-28
US08/789,933 1997-01-28
US08/789,933 US5762483A (en) 1997-01-28 1997-01-28 Scroll compressor with controlled fluid venting to back pressure chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980070887A true KR19980070887A (ko) 1998-10-26
KR100298605B1 KR100298605B1 (ko) 2002-01-15

Family

ID=25149153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980002452A KR100298605B1 (ko) 1997-01-28 1998-01-26 배압챔버로제어된유체를배출하는스크롤압축기

Country Status (12)

Country Link
US (2) US5762483A (ko)
EP (1) EP0855512B1 (ko)
JP (1) JP2912322B2 (ko)
KR (1) KR100298605B1 (ko)
CN (1) CN1092292C (ko)
BR (1) BR9800457A (ko)
DE (1) DE69813054T2 (ko)
EG (1) EG21440A (ko)
ES (1) ES2191252T3 (ko)
MY (1) MY115572A (ko)
SA (1) SA98180824B1 (ko)
TW (1) TW347443B (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7997883B2 (en) 2007-10-12 2011-08-16 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor with scroll deflection compensation
KR20180127181A (ko) * 2017-05-19 2018-11-28 오이티 게엠베하 나선 원리에 따른 용적형 기계, 용적형 기계를 작동시키기 위한 방법, 차량 공기 조화 시스템, 및 차량
KR102031851B1 (ko) * 2018-04-13 2019-10-14 엘지전자 주식회사 전동식 압축기
US11448218B2 (en) 2015-11-20 2022-09-20 OET GmbH Displacement machine according to the spiral principle, method to regulate pressure in the counter-pressure chamber by using a pressure difference and characteristic curve

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3874469B2 (ja) 1996-10-04 2007-01-31 株式会社日立製作所 スクロール圧縮機
US6206652B1 (en) 1998-08-25 2001-03-27 Copeland Corporation Compressor capacity modulation
US6139294A (en) * 1998-06-22 2000-10-31 Tecumseh Products Company Stepped annular intermediate pressure chamber for axial compliance in a scroll compressor
JP2000220585A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Toyota Autom Loom Works Ltd スクロール型圧縮機
KR100576631B1 (ko) * 1999-12-21 2006-05-04 한라공조주식회사 맥동압 저감구조를 가지는 압축기
JP4599764B2 (ja) * 2001-06-08 2010-12-15 ダイキン工業株式会社 スクロール型流体機械及び冷凍装置
US6527528B1 (en) * 2001-10-15 2003-03-04 Scroll Technologies Scroll compressor with controlled fluid venting
JP4519489B2 (ja) * 2004-03-15 2010-08-04 日立アプライアンス株式会社 スクロール圧縮機
US7338264B2 (en) * 2005-05-31 2008-03-04 Scroll Technologies Recesses for pressure equalization in a scroll compressor
JP4355308B2 (ja) * 2005-09-01 2009-10-28 日立アプライアンス株式会社 スクロール流体機械
JP2007138868A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Hitachi Appliances Inc スクロール圧縮機
US8157538B2 (en) 2007-07-23 2012-04-17 Emerson Climate Technologies, Inc. Capacity modulation system for compressor and method
JP4518206B2 (ja) * 2007-12-28 2010-08-04 ダイキン工業株式会社 シングルスクリュー圧縮機
KR101442547B1 (ko) * 2008-08-05 2014-09-23 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
EP2326841B1 (en) * 2008-09-26 2019-10-30 Carrier Corporation Compressor discharge control on a transport refrigeration system
JP5201113B2 (ja) 2008-12-03 2013-06-05 株式会社豊田自動織機 スクロール型圧縮機
BRPI1007407A2 (pt) 2009-01-27 2016-02-16 Emerson Climate Technologies sistema e método de descarregamento para um compressor
KR101576459B1 (ko) * 2009-02-25 2015-12-10 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기 및 이를 적용한 냉동기기
JP4614009B1 (ja) * 2009-09-02 2011-01-19 ダイキン工業株式会社 スクロール圧縮機
US8579614B2 (en) * 2011-02-04 2013-11-12 Danfoss Scroll Technologies Llc Scroll compressor with three discharge valves, and discharge pressure tap to back pressure chamber
CN103452840A (zh) * 2013-09-12 2013-12-18 安徽奥特佳科技发展有限公司 双级压缩中间喷射的汽车热泵电动涡旋压缩机
CN104712556B (zh) * 2013-12-12 2019-06-25 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 涡旋压缩机
WO2015085823A1 (zh) * 2013-12-12 2015-06-18 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 涡旋压缩机
JP6274280B1 (ja) * 2016-08-31 2018-02-07 ダイキン工業株式会社 スクロール圧縮機
US11078907B2 (en) * 2018-11-08 2021-08-03 Beijing University Of Chemical Technology Scroll type micro-compressor, and method for machining fixed scroll plate and orbit scroll plate thereof
JP7349279B2 (ja) * 2019-07-12 2023-09-22 サンデン株式会社 スクロール圧縮機
US11761446B2 (en) 2021-09-30 2023-09-19 Trane International Inc. Scroll compressor with engineered shared communication port

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924977A (en) * 1973-06-11 1975-12-09 Little Inc A Positive fluid displacement apparatus
JPS55107093A (en) * 1979-02-13 1980-08-16 Hitachi Ltd Enclosed type scroll compressor
JPS55160193A (en) * 1979-05-28 1980-12-12 Hitachi Ltd Scroll fluid equipment
JPS6073080A (ja) * 1983-09-30 1985-04-25 Toshiba Corp スクロ−ル型圧縮装置
GB2162899B (en) * 1984-06-27 1988-06-15 Toshiba Kk Scroll compressors
JPS6153486A (ja) * 1984-08-22 1986-03-17 Hitachi Ltd スクロ−ル圧縮機
JPH02118362A (ja) * 1988-10-26 1990-05-02 Hitachi Ltd 容量制御空調機
US4992032A (en) * 1989-10-06 1991-02-12 Carrier Corporation Scroll compressor with dual pocket axial compliance
US4993928A (en) * 1989-10-10 1991-02-19 Carrier Corporation Scroll compressor with dual pocket axial compliance
JP2782858B2 (ja) * 1989-10-31 1998-08-06 松下電器産業株式会社 スクロール気体圧縮機
US5090878A (en) * 1991-01-14 1992-02-25 Carrier Corporation Non-circular orbiting scroll for optimizing axial compliancy
JPH051677A (ja) * 1991-06-27 1993-01-08 Hitachi Ltd スクロール圧縮機
US5277563A (en) * 1992-08-10 1994-01-11 Industrial Technology Research Institute Scroll compressor with axial sealing apparatus
WO1996020345A1 (en) * 1994-12-23 1996-07-04 Bristol Compressors, Inc. Scroll compressor having bearing structure in the orbiting scroll to eliminate tipping forces

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7997883B2 (en) 2007-10-12 2011-08-16 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor with scroll deflection compensation
AU2008312045B2 (en) * 2007-10-12 2012-02-23 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor with scroll deflection compensation
AU2008312045C1 (en) * 2007-10-12 2012-08-30 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor with scroll deflection compensation
DE112008002715B4 (de) * 2007-10-12 2014-02-06 Emerson Climate Technologies, Inc. Spiralverdichter mit Kompensation der Biegung der Spirale
US11448218B2 (en) 2015-11-20 2022-09-20 OET GmbH Displacement machine according to the spiral principle, method to regulate pressure in the counter-pressure chamber by using a pressure difference and characteristic curve
KR20180127181A (ko) * 2017-05-19 2018-11-28 오이티 게엠베하 나선 원리에 따른 용적형 기계, 용적형 기계를 작동시키기 위한 방법, 차량 공기 조화 시스템, 및 차량
US11131306B2 (en) 2017-05-19 2021-09-28 OET GmbH Displacement machine including only one displacement spiral passage and gas connection line in communication with a counter pressure chamber
KR102031851B1 (ko) * 2018-04-13 2019-10-14 엘지전자 주식회사 전동식 압축기

Also Published As

Publication number Publication date
TW347443B (en) 1998-12-11
KR100298605B1 (ko) 2002-01-15
JPH10213083A (ja) 1998-08-11
ES2191252T3 (es) 2003-09-01
MY115572A (en) 2003-07-31
JP2912322B2 (ja) 1999-06-28
EP0855512B1 (en) 2003-04-09
SA98180824B1 (ar) 2006-10-11
US6517332B1 (en) 2003-02-11
DE69813054D1 (de) 2003-05-15
US5762483A (en) 1998-06-09
DE69813054T2 (de) 2004-02-12
CN1189582A (zh) 1998-08-05
BR9800457A (pt) 1999-06-01
EP0855512A1 (en) 1998-07-29
CN1092292C (zh) 2002-10-09
EG21440A (en) 2001-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100298605B1 (ko) 배압챔버로제어된유체를배출하는스크롤압축기
KR100313073B1 (ko) 스크롤압축기이코노마이저주입포트의최적위치
US6227830B1 (en) Check valve mounted adjacent scroll compressor outlet
KR100696644B1 (ko) 스크롤형 압축기
KR100225198B1 (ko) 가변 배기량 장치를 갖춘 스크롤형 압축기
KR100311888B1 (ko) 스크롤 압축기용의 비동일형 분사 포트
KR900001984A (ko) 양변위 압축기용 공통 압축구역 접근포트
CA2182446A1 (en) Apparatus and Method for Electronically Controlling Inlet Flow and Preventing Backflow in a Compressor
US5469716A (en) Scroll compressor with liquid injection
KR950001095A (ko) 펌프
US20020162595A1 (en) Check valve
KR100461232B1 (ko) 유체 압축장치
KR100454082B1 (ko) 진공 발생/파기 장치
US6527528B1 (en) Scroll compressor with controlled fluid venting
US6390792B1 (en) Venting passage for isolation block of scroll compressor and check valve for the same
US6113372A (en) Scroll compressor with discharge chamber groove
JPH0147638B2 (ko)
KR960003412Y1 (ko) 왕복동식 밀폐형 압축기의 흡입장치
KR100390420B1 (ko) 스크롤 압축기의 역류방지장치
KR100315792B1 (ko) 스크롤 압축기
SU1642066A1 (ru) Мембранный компрессор
KR950001691Y1 (ko) 밀폐형 왕복동식 압축기의 밸브장치
KR200227913Y1 (ko) 밀폐형 압축기의 밸브플레이트
KR19990034127A (ko) 스크롤 압축기의 축방향 누설방지구조
KR19980054791U (ko) 밀폐형 회전압축기의 토출밸브구조체

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100601

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee