KR20020091143A - 맞물림 스크롤 압축기 요소 - Google Patents

맞물림 스크롤 압축기 요소 Download PDF

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Abstract

비궤도 스크롤은 크랭크케이스 타워(30,32)와 꼭 맞춰지는 구조를 갖는다. 크랭크케이스 타워는 틈(33)에 의해 원주방향으로 이격되고, 비궤도 스크롤은 상기 틈 안으로 연장된 탭(22)을 갖는다. 크랭크케이스 타워는 선호적으로 비궤도 스크롤에 있는 그루브(24) 안에 꼭 맞게된다. 크랭크케이스 타워 및 비궤도 스크롤에 있는 그루브는 비궤도 스크롤 및 크랭크케이스롤 서로에 대해서 적합하게 위치시킨다. 크랭크케이스 타워 사이에 있는 틈으로 연장된 탭은 용접재료(46)가 압축기 하우징으로 유입되지 않도록 한다.

Description

맞물림 스크롤 압축기 요소{INTELOCKING SCROLL COMPRESSOR COMPONENTS}
스크롤 압축기는 냉각제 압축에 대해서 많이 이용되고 있다. 표준 스크롤 압축기에서, 제 1 스크롤 부재는 일반적으로 베이스(base)로부터 연장된 나선형 랩(spiral wrap) 및 베이스를 갖는다. 제 2 스크롤 부재는 제 1 스크롤 부재에 대해서 궤도 운동을 하며, 두 개의 스크롤 압축기 사이에 형성된 압축챔버는 가둬진 냉각제를 압축하기 위해 부피가 줄어든다.
크랭크케이스는 제 2 스크롤 부재를 지지하고 제 1 스크롤 부재로부터 제 2 스크롤 부재의 반대쪽 측면에 안착된다. 사용시 제 1 스크롤 부재는 크랭크케이스에 대해서 상대적으로 고정된다. 다른 스크롤 압축기에서 제 1 스크롤 부재는 축방향으로 이동하지만 궤도운동이나 회전은 방지한다. 크랭크 케이스는 통상적으로 맞춤핀(dowel pin) 혹은 두 부재 사이에 연장된 다른 구조물로 인해 제 1 스크롤 부재에 위치한다. 선택적으로 자동화된 조립 및 측정장치가 두 개의 요소를 적합하게 위치시키기 위해 사용된다. 이러한 접근은 다소 복잡하고 바람직하지 않다.
표준 크랭크 케이스는 여러개의 원주방향으로 이격된 크랭크케이스 타워(tower)를 포함한다. 통상적으로 제 1 스크롤 부재에 가깝게 연장되는 제 2 스크롤 부재를 넘어서 축방향 연장된 구조물이다.
스크롤 압축기는 밀봉된 하우징 챔버에 수용된다. 하우징 챔버는 거스용접(girth weld)으로 단부캡(end cap)에 용접된 중앙 실린더형 쉘로 형성된다. 크랭크케이스 위의 원주부분에 이격된 타워는 용접 스패터(spatter)로 알려진 용접재료가 단부캡과 중앙쉘 사이에서 하우징 챔버로 이동하는 것을 차단한다. 그러나 용접재료는 크랭크케이스 타워 사이의 틈에 유입되지 않는다.
크랭크케이스 타워는 구조적 케이스 기능을 가지므로 크랭크케이스 타워를 제거하거나 크랭크케이스 전체 원주둘레에 형성하는 것은 바람직하지 않다.
본 발명의 스크롤 압축기에 대한 전술된 문제점을 제거하는데 관련된다.
본 발명은 스크롤 압축기에 관련되는데, 크랭크케이스(crankcase) 및 비궤도 스크롤(non-orbiting scroll)은 조립의 어려움을 줄이고 용접이 이리저리 튀지 않도록 하는 방식으로 상호연결된다.
도 1은 표준 스크롤 압축기 구조를 도시하는 도면.
도 2A는 본 발명의 비궤도 스크롤을 도시하는 도면.
도 2B는 본 발명의 크랭크케이스를 도시하는 도면.
도 3은 조립된 스크롤 압축기의 어느 하나의 위치에서 본 횡단면도.
도 4는 도 3으로부터 원주방향으로 이격된 부분의 횡단면도.
* 부호설명 *
18 : 표준형 스크롤 압축기19 : 스크롤 랩
20 : 스크롤 21 : 스크롤 랩
22 : 탭24 : 그루브
26 : 단부27 : 궤도 스크롤
29 : 크랭크케이스30,32 : 크랭크케이스 타워
33 : 틈42 : 단부캡
본 발명의 공지된 실시예에서, 탭(tab)은 원주방향으로 이격된 위치에서 제 1 스크롤 부재에 형성된다. 탭은 크랭크케이스 타워 사이에 있는 공간과 정렬되고 스크롤 압축기가 조립될 때 상기 공간 안으로 이동한다. 탭은 크랭크케이스 타워 사이의 원주방향 위치에 있는 단부캡과 중앙쉘 사이에 있는 용접재료의 유입을 막기 위해 충분한 거리로 아래쪽으로 향하여 연장된다. 그러므로 탭은 용접 스패터 문제점을 제거한다.
본 발명의 또 다른 특징에서, 제 1 스크롤 위에 있는 탭은 그루브(groove)에 의해 이격된다. 그루브는 크랭크케이스 타워와 정렬된다. 최소한 하나의 그루브는그루브의 둘레거리에 대한 원주둘레가 매우 근접한 공차를 제공하거나 상응하는 크랭크케이스 타워들 중 하나를 억지끼워 맞춤한다.
본 발명의 또 다른 특징에서, 그루브는 크랭크케이스 타워의 내부둘레와 맞추기 위해 근접반경에서 내부둘려의 절단부를 갖는다. 이러한 방식으로 원주방향으로 이격된 그루브에 크랭크케이스 타워를 위치시키는 것은 궤도 스크롤의 이동축에 대해 수직인 평면에서 바람직한 상대적 위치에 크랭크케이스 및 비궤도 스크롤을 위치시키는 역할을 한다.
그러므로 크랭크케이스와 정렬된 상응하는 그루브와 함께 크랭크케이스 타워 사이에 연장된 탭을 이용하는 것은 이점을 갖는다. 본 발명의 이러한 모든 특징은 도면을 참고로 자세히 설명될 수 있다.
도 1은 표준형 스크롤 압축기(18)를 도시한다. 도시된 바와 같이 비궤도 스크롤(20)은 스크롤 랩(21)을 포함한다. 스크롤 랩(21)은 궤도 스크롤(27)의 스크롤랩(19)과 서로 잘 맞는다. 궤도 스크롤은 구동샤프트(16)에 위해 궤도 운동을 하게 된다. 스크롤 압축기는 거스용접부(46)의 중심쉘(44)에 고정된 단부캡(42)을 포함한다. 이러한 모든 구조는 알려진 바와 같다. 본 발명은 크랭크케이스(29) 및 비궤도 스크롤(20) 사이의 서로 연결된 부분을 개선시킨다.
도 2A에 도시된 바와 같이 비궤도 크롤(20)은 그루브(24)에 의해 원주방향으로 이격된 탭(22)을 갖는다. 그루브(24)는 원주방향으로 이격된 단부(26)를 갖는다. 최소한 하나의 그루브는 근접한 크기를 갖는 단부(26)들 사이에 원주방향 거리를 갖는다. 또한 그루브(24)의 내부반경(28)은 엄격한 공차(tight tolerance)로 가공된다.
도 2B는 본 발명의 크랭크케이스(29)를 도시한다. 전술된 바와 같이 여러개의 크랭크케이스 타워(30,32)는 크랭크케이스(29)로부터 연장된다. 원주방향으로 이격된 틈(33)은 크랭크케이스 타워(30,32)를 분리시킨다. 크랭크케이스 타워(30)는 크랭크케이스 타워(32)와는 구별되는데, 원주방향 둘레(36)가 근접 끼워맞춤되거나 최소한 하나의 그루브(24)의 둘레(26) 사이에 억지끼워맞춤이 되도록 하는 크기를 갖는다. 선택적으로 탭(22)들 중 하나는 동일한 목적을 위해 하나의 틈(33)에 억지끼워맞춤 된다. 타워(30 및 그루부(24) 혹은 틈 및 탭 중 오직 하나만 엄격한 억지끼워맞춤 혹은 근접한 공차를 갖는 것이 선호된다. 다른 그루브 및 타워는 헐거운 끼워맞춤된다. 그러나 일단 타워(30)가 그루브(24)에 수용된다면, 비궤도 스크롤(20) 및 크랭크케이스(29)는 원하는 상대적인 회전위치에 적합하게 수용될 것이다. 또한 타워(30)의 내부둘레(34)는 그루브(24)의 외부반경(28)과 일치하도록 가공된다. 이러한 방식으로 타워(30)가 그루브(24) 안에 꼭 맞을 때 샤프트(16)의 회전축에 대해서 수직인 평면에서 원하는 상대적인 위치에 비궤도 스크롤 및 크랭크케이스를 위치시킨다. 그러므로 그루브(24) 및 타워(30,32)는 크랭크케이스 및 비궤도 스크롤이 서로에 대해서 상대적인 위치에 빠르고 정확하게 위치될 수 있도록 한다.
본 발명의 또 다른 이점은 도 3,4를 통해 이해될 수 있다. 도 3에 타워(30 혹은 32) 중 하나의 횡단면이 도시되었다. 도시된 바와 같이 비궤도 스크롤(20)은 타워(32) 맨 위에 안착된다. 타워(32)는 단부캡(42) 쪽으로 방사형 바깥쪽을 향해 연장된 숄더부(shoulder)(48)를 갖는다. 상기 숄더부(48)는 거스용접(46)으로부터 유입된 용접재료가 단부캡(42)의 하단변부 및 중앙쉘(44) 사이를 이동하여 펌프챔버로 들어가지 못하도록 한다.
그러나 전술된 바와 같이 종래의 기술에서 크랭크케이스 타워 사이의 원주방향 위치는 용접 유입 혹은 용접 스패터가 되었다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에서 탭(22)은 타워(30,32) 사이의 틈(33)으로 연장된다. 그러므로 도 4에 도시된 바와 같이 타워(30,32) 사이의 원주위치에서 탭(22)은 돌출부(ear)(48)가 있는 위치로 바깥쪽을 향해 이동한다. 이러한 방식으로 하우징 챔버 안으로 용접재료의 유입은 차단된다.
본 발명의 선호적인 실시예가 공지되었다. 그러나 본 발명의 범위 내에서 변형이 가능하다. 이러한 이유로 다음 청구항들은 본 발명의 범위를 나타낸다.

Claims (15)

  1. 스크롤 압축기는
    베이스 및 베이스로부터 연장된 나선형 랩을 갖는 비궤도 스크롤,
    베이스 및 베이스로부터 연장된 나선형 랩을 갖는 궤도 스크롤로 구성되는데 상기 비궤도 및 궤도 스크롤의 랩은 압축챔버를 형성하기 위해 꼭 상호 꼭 맞게 되며, 샤프트는 비궤도 스크롤에 대해서 상대적으로 궤도 스크롤이 궤도운동 하도록 구동시키며,
    상기 스크롤 압축기는 또한 비궤도 스크롤의 바깥쪽으로 장착되고 중앙쉘을 따라 아래쪽으로 연장된 단부캡을 포함하며, 상기 중앙쉘 및 단부캡은 용접 접합부로 연결되며,
    상기 스크롤 압축기는 또한 비궤도 스크롤에 연결된 크랭크케이스로 구성되는데, 상기 크랭크케이스는 원주방향으로 이격된 위치에 있는 방사형 외부타워를 갖고, 상기 타워는 틈에 의해 원방향으로 이격되고, 상기 타워는 중심쉘의 가장 위쪽 둘레 이상으로 위쪽을 향해 연장되며, 상기 비궤도 스크롤은 상기 타워 사이에 있는 원주방향 공간 안으로 연장되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 탭은 중앙쉘의 축방향 단부를 축방향으로 넘어선 위치에서 상기 단부캡의 내부둘레표면으로부터 근접하게 이격되도록 방사형 바깥쪽으로 향하여 연장되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서, 그루부 안에 꼭 맞는 타워 및 탬 사이의 원주방향 위치에서 비궤도 스크롤에 형성된 그루브인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 그루브는 타워 및 그루부가 바람직한 상대적인 위치에서 비궤도 스크롤 및 크랭크케이스를 위치시키는 역할을 하도록 타워의 방사형 내부 표면과 일치하도록 형성된 방사형 내부표면을 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  5. 제 3 항에 있어서, 비궤도 스크롤에 대해서 크랭크케이스의 바람직한 상대적인 회전위치를 제공하기 위해 타워 및 탭 중에 최소한 하나에 대한 두 개의 변부 사이에서의 원주방향 거리에 대해 원주방향 거리상으로 매우 근접한 크기를 갖는 반대쪽 변부 사이의 원주방향 거리를 갖는 틈과 그루브 중 최소한 하나로 구조물에 제공되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서, 최소한 하나의 타워는 최소한 하나의 그루브 안에 억지끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  7. 제 5 항에 있어서, 최소한 하나의 탭은 최소한 하나의 틈에 억지끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 그루브는 타워 및 그루브가 바람직한 상대적인 위치에 비궤도 스크롤 및 크랭크케이스를 위치시키는 역할을 하도록 타워의 방사형 내무표면과 일치하도록 형성되는 방사형 내부표면을 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  9. 스크롤 압축기는
    베이스 및 상기 베이스로부터 연장된 나선형 랩을 갖는 비궤도 스크롤,
    베이스 및 상기 베이스로부터 연장된 나선형 랩을 갖는 궤도 스크롤로 구성되는데, 상기 비궤도 및 궤도 스크롤의 랩은 압축챔버를 형성하도록 끼워맞춰지며, 샤프트는 상기 비궤도 스크롤에 대해서 궤도 스크롤을 상대적으로 궤도운동하도록 구동시키며,
    상기 스크롤 압축기는 또한 비궤도 스크롤의 바깥쪽으로 장착된 단부캡을 포함하는 밀봉된 하우징으로 구성되는데, 중앙쉘을 따라 아래쪽으로 연장되며, 상기 중앙쉘 및 단부캡은 용접 접합부에 의해 연결되며,
    상기 스크롤 압축기는 또한 비궤도 스크롤에 연결된 크랭크케이스로 구성되는데, 상기 크랭크케이스는 원주방향으로 이격된 위치에 위치한 방사형 외부타워를 갖고, 상기 타워는 틈으로 인해 원주방향으로 이격되고, 상기 비궤도 스크롤은 상기 크랭크케이스 타워 사이의 원주방향 공간으로 연장된 탭을 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  10. 제 9 항에 있어서, 탭 사이이 원주방향 위치에 있는 비궤도 스크롤에 형성된 그루브가 있으며, 상기 타워는 상기 그루브에 꼭 맞춰지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 그루브는 타워 및 그루부가 바람직한 상대적인 위치에서 비궤도 스크롤 및 크랭크케이스를 위치시키는 역할을 하도록 타워의 방사형 내부 표면과 일치하도록 형성된 방사형 내부표면을 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  12. 제 10 항에 있어서, 비궤도 스크롤에 대해서 크랭크케이스의 바람직한 상대적인 회전위치를 제공하기 위해 타워 및 탭 중에 최소한 하나에 대한 두 개의 변부 사이에서의 원주방향 거리에 대해 원주방향 거리상으로 매우 근접한 크기를 갖는 반대쪽 변부 사이의 원주방향 거리를 갖는 틈과 그루브 중 최소한 하나로 구조물에 제공되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  13. 제 12 항에 있어서, 최소한 하나의 타워는 최소한 하나의 그루브 안에 억지끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  14. 제 12 항에 있어서, 최소한 하나의 탭은 최소한 하나의 틈에 억지끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 그루브는 타워 및 그루브가 바람직한 상대적인 위치에 비궤도 스크롤 및 크랭크케이스를 위치시키는 역할을 하도록 타워의 방사형 내무표면과 일치하도록 형성되는 방사형 내부표면을 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
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