KR20100098308A

KR20100098308A - 공랭식 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR20100098308A
Application number: KR1020100016706A
Authority: KR
Inventors: 토루 사토; 히로시 이노우에; 요헤이 시라토리
Original assignee: 아네스토 이와타 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2010-09-06
Also published as: JP5314456B2; EP2224136A3; EP2224136A2; JP2010196677A

Abstract

압축기 본체 냉각용의 기기를 대형화하지 않고서, 선회 스크롤 및 고정 스크롤의 냉각이 가능한 동시에, 토출 공기량의 증가, 단위 동력당 공기량의 증가에 의한 에너지 절약 효과를 얻을 수 있고, 더욱이 압축비의 개선에 의한 토출 온도의 저하가 가능한 공랭식 스크롤 압축기를 제공하는 것이 과제이며, 압축기 케이싱 내에 수용되어 구동축에 선회 가능하게 지지되어 있는 경판 상에 선회 랩을 세워 설치한 선회 스크롤과, 상기 선회 스크롤과 대향하여 설치되고, 경판 상에 고정 랩을 세워 설치한 고정 스크롤을 가지며, 상기 선회 랩과 고정 랩을 겹쳐서 유체를 압축하는 압축실을 형성하고, 상기 구동축에 장착되어 있는 냉각 팬에 의한 냉각 공기를, 상기 케이싱 내에 안내하여 도입하기 위한 압축기 본체 냉각용 덕트를 마련한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트와 이간한 흡입 접속 통로 또는 상기 압축기 본체 냉각용 덕트를 분기한 분기 통로를 마련하고, 상기 흡입 접속 통로 또는 분기 통로의 단부를 상기 압축실의 외주측의 흡입구에 접속하고, 상기 냉각 팬에 의한 냉각 공기의 일부를 상기 분기 통로 또는 흡입 접속 통로를 통해 상기 압축실에 외주측으로부터 도입 가능하게 했다.

Description

공랭식 스크롤 압축기{AIR-COOLED SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 공랭식 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 특히 선회 스크롤과 고정 스크롤을 냉각하기 위해서, 냉각 팬을 마련한 공랭식 스크롤 압축기에 관한 것이다.

종래부터, 공기 압축이나 냉동·공조에 사용되는 압축기의 하나로서 스크롤 압축기가 알려져 있다. 스크롤 압축기는, 일반적으로, 구동축에 베어링을 개입시켜 지지한 경판에 선회 랩(spiral wrap)을 세워 설치한 선회 스크롤과, 경판에 고정 랩을 세워 설치한 고정 스크롤을 가지며, 상기 선회 랩과 고정 랩을 서로 겹치게 함으로써, 선회 랩과 고정 랩 사이에 밀폐한 압축실을 형성하여 구성되어 있다.

이와 같이 하여 구성된 스크롤 압축기에서는, 상기 구동축을 편심적으로 선회시킴으로써, 선회 랩과 고정 랩의 상대운동에 의해 상기 압축실의 용적이 구심 방향으로 점차 감소하는 동시에, 압축실의 외주부로부터 흡인한 유체를 압축하면서 중심부에 유도한 후에 토출함으로써, 상기 유체를 압축한다.

이때, 상기 유체는 선회 스크롤의 선회 운동에 수반하여 서서히 압축되어, 압축실의 중심부를 향함에 따라 압축열에 의해 점차 고압 고온 상태가 된다. 이 고온 고압 상태가 된 작동 유체에 의해, 압축실을 형성하는 선회 랩, 고정 랩, 선회 랩과 고정 랩 각각이 세워 설치되는 경판 등의 압축 스크롤 및 고정 스크롤을 구성하는 각 부위가 고온이 되기 때문에, 냉각이 필요하다.

압축열에 의해 고온이 된 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 냉각하는 수단을 구비한 스크롤 압축기는, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 도 7은 특허 문헌 1에 개시되어 있는 스크롤 압축기의 구성도이다. 선회 스크롤(110)과 고정 스크롤(108)의 조합에 의해 구성되는 스크롤 압축기 본체(102)와, 상기 스크롤 압축기 본체(102)의 선회 스크롤(110) 측의 케이싱(104)에서 돌출된 주축(116)에, 중심부에 흡입구(118)를, 외주부에 토출부(120)를 구성하는 원심 팬(106)을 부착하고 있다. 또한, 원심 팬(106)의 토출부(120)와, 스크롤 압축기 본체(102)의 선회 스크롤(110)과 고정 스크롤(108)의 압축열 방산부(112)를, 케이싱(104)의 외부에서 곡부를 갖는 송풍 덕트(114)에 접속하고, 원심 팬(106)으로부터 토출된 냉각 공기를 송풍 덕트(114)를 거쳐 압축열 방산부(112)에 도입하고, 반대측의 배기구(122)에서 배출되는 스크롤 압축기에 있어서, 송풍 덕트(114)에 의해 형성되는 유로 중에, 상기 선회 스크롤(110)의 압축열 방산부에 도입하는 냉각 풍량을 고정 스크롤(108)의 압축열 방산부에 도입하는 냉각 풍량에 비해 다량의 냉각 풍량을 흘리기 위한 굴곡부로부터 이루어지는 분류 가이드(124)를 마련한 스크롤 압축기가 개시되어 있다.

그렇지만, 특허 문헌 1에 개시된 스크롤 압축기에서는, 상기 송풍 덕트(114)로부터 도입되고 있는 공기로 스크롤 압축기 본체(102)의 냉각은 가능하지만, 스크롤 압축기 본체(102)로 압축하는 유체(공기)는 특히 연구되지 않고, 대기압인 상태의 유체(공기)가 도입되고 있기 때문에, 압축기 본체(102)로부터의 토출 공기량의 증가, 즉 단위 동력당 공기량의 증가, 다시 말하면 에너지 절약을 도모할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 상기 스크롤 압축기 본체(102)로의 유체(공기)의 흡입 압력이 대기압이므로, 스크롤 압축기에 있어서의 압축비가 커지기 어려워서 압축 효율이 낮기 때문에, 목적의 압력까지 유체(공기)를 압축하면 토출 온도가 높아져서, 냉각에 필요로 하는 기기[도 7에 있어서는 원심 팬(106)]를 대형화하지 않을 수 없는 문제가 있다.

[특허 문헌 1]　일본 실용신안 공개 평2-94386호 공보

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제를 감안하여, 냉각용의 기기를 대형화하지 않고서, 선회 스크롤 및 고정 스크롤의 냉각이 가능한 동시에, 토출 공기량의 증가, 즉 단위 동력당 공기량의 증가에 의한 에너지 절약, 및 압축비의 개선에 의한 토출 온도의 저하가 가능한 스크롤 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 있어서는, 압축기 케이싱 내에 수용되어 구동축에 선회가능하게 지지되어 있는 경판 상에 선회 랩을 세워 설치한 선회 스크롤과, 상기 선회 스크롤과 대향하여 설치되어 경판 상에 고정 랩을 세워 설치한 고정 스크롤을 가지며, 상기 선회 랩과 고정 랩을 중첩하여 유체를 압축하는 압축실을 형성하는 동시에, 상기 구동축에 장착되어 있는 냉각 팬의 케이싱으로부터 토출되는 냉각 공기를, 상기 압축실을 내장하는 압축기 케이싱 내에 안내하여 도입하기 위한 압축기 본체 냉각용 덕트를 마련하고, 상기 압축기 케이싱 내에 수납된 선회 스크롤의 배면측과 고정 스크롤의 전면측 중 적어도 한편에 상기 냉각 공기가 공급되어 상기 압축실에서 발생하는 압축열을 냉각하는 공랭식 스크롤 압축기에 있어서, 상기 냉각 팬에 의해 발생되는 정압의 공기류의 일부를 통류시키는 흡입 연락 통로를 마련하고, 상기 흡입 연락 통로를, 상기 압축실에 외주측 흡입구에 접속하고, 상기 냉각 팬으로부터 토출되는 공기류의 일부를 상기 압축실의 외주측으로부터 도입가능하게 한 것을 특징으로 한다.

상기 구동축에 장착되어 있는 냉각 팬에 의해 발생하는 정압의 공기류를 흡입 연락 통로를 거쳐 스크롤 압축기의 압축실 흡입구에 도입함으로써, 압축기에 도입되는 공기의 압력은 대기압은 아니라 대기압보다 높은 정압 상태가 된다. 정압 상태의 공기를 상기 압축실에 도입함으로써, 단위 동력당 공기량을 증가시켜 에너지 절약 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 흡입 연락 통로는, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트와 별개의 계통으로서, 상기 냉각 팬의 케이싱으로부터 토출되는 냉각 공기를 통류시키는 흡입 접속 통로에서, 상기 흡입 접속 통로를, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트와 이간한 공간을 지나서, 상기 압축실의 외주측의 흡입구에 접속하고, 상기 냉각 팬의 케이싱으로부터 토출되는 냉각 공기의 일부를 상기 흡입 접속 통로를 통해 상기 압축실에 외주측으로부터 도입 가능하게 한 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트를 거쳐 냉각 공기를 압축기 케이싱에 도입할 수 있기 위해, 선회 스크롤 및 고정 스크롤의 냉각이 가능한 동시에, 압축실에 상기 흡입 접속 통로로부터 상기 냉각 팬의 작용에 의해 정압상태가 된 냉각 공기를 압축용 유체로서 도입하고 있기 때문에, 압축실에서의 압축비를 작게 억제할 수 있어서, 압축 효율이 높아진다. 그 때문에, 공랭식 스크롤 압축기로 압축되어 토출되는 공기량을 증대시킬 수 있는 동시에, 단위 동력당 공기량을 증가시켜서 에너지 절약 효과를 얻을 수 있고, 또한 압축 공기의 토출 온도를 저하시킬 수 있다.

더욱이, 상기 냉각 공기를 압축실의 외주측으로부터 도입하기 때문에, 압축실로의 공기 도입에 관한 배치가 복잡하지 않고, 흡입 접속 통로와 압축실과의 접속이 용이하다. 그 때문에, 흡입 접속 통로를 가지지 않는 기존 설비를 개조하여 본 발명의 형태로 하는 것도 용이하다.

아울러, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트를 분기시키지 않고, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트와는 별개의 계통으로 상기 흡입 접속 통로를 마련하는 것으로서, 압축기 본체 냉각용 덕트를 흐르는 냉각 공기가 분기되지 않기 때문에, 압축기 본체 냉각용 덕트 내를 흐르는 냉각 공기의 흐름에 맥동 등의 흐름의 불균일이 생기지 않고, 안정되게 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 냉각할 수 있다.

또한, 상기 흡입 접속 통로에, 상기 흡입 접속 통로 내를 통류하는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 없애는 먼지 제거 수단을 마련한 것을 특징으로 한다.

공랭식 스크롤 압축기로 압축된 압축 공기의 사용 용도에 따라서는, 압축 공기 중에 티끌, 먼지 등의 이물질의 혼입이 없는 것을 구할 수 있는 경우가 많지만, 상기 먼지 제거 수단을 마련함으로써, 압축실에 도입되는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 제거하고, 티끌 및 먼지의 혼입이 없는 압축 공기를 얻을 수 있다. 상기 먼지 제거 수단으로서는, 예컨대 필터를 이용할 수 있다.

이에 의해, 상기 고정 스크롤, 선회 스크롤의 랩(wrap)의 흠이나 랩 선단에 마련된 칩 시일(chip seals)의 시일 효과를 보다 장기에 걸쳐 유지할 수 있어서, 본 발명의 단위 동력당 공기량 증가에 의한 에너지 절약 효과를 보다 안정되게 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.

또한, 상기 흡입 접속 통로를 분해하여 교환하는 것을 가능하게 한 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 단면적이 다른 복수의 흡입 접속 통로를 준비함으로써, 필요에 따라서 분해하여 교환하므로, 공랭식 스크롤 압축기의 운전 상태에 적절한 흡입 접속 통로를 사용할 수 있다.

또한, 상기 흡입 접속 통로에, 상기 통로 단면적을 변경 가능한 변경 수단을 마련한 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 공랭식 스크롤 압축기의 운전 상태에 적절한 흡입 접속 통로를 사용할 수 있다.

또한, 상기 흡입 연락 통로는, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트를 분기한 분기 통로로서, 상기 분기 통로의 단부를 상기 압축실의 외주측의 흡입구에 접속하여, 상기 냉각 팬으로부터 토출되는 냉각 공기의 일부를 상기 분기 통로를 통해 상기 압축실에 외주측으로부터 도입 가능하게 한 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트를 거쳐 냉각 공기를 압축기 케이싱에 도입할 수 있기 때문에, 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 냉각할 수 있어서, 압축실에서 발생하는 압축열에 의해 선회 스크롤 및 고정 스크롤이 고온이 되는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 압축실에 상기 압축기 본체 냉각용 덕트로부터 분기한 분기 통로를 거쳐 상기 냉각 공기를 압축용 유체(공기)로서 도입하고 있다. 상기 냉각 공기는, 상기 냉각 팬의 작용에 의해 대기압보다 압력이 높은 정압 상태가 되어 있기 때문에, 상기 냉각 공기를 압축실에 압축용 유체로서 도입함으로써, 압축실에서의 압축비를 작게 억제할 수 있어서, 압축 효율이 높아진다. 따라서, 공랭식 스크롤 압축기로 압축되어 토출되는 공기량을 증대시킬 수 있는 것과 동시에, 단위 동력 근처의 공기량을 증가시켜 에너지 절약 효과를 얻을 수 있고, 또한 압축 공기의 토출 온도를 저하시킬 수 있다.

게다가, 상기 냉각 공기를 압축실의 외주측으로부터 도입하기 때문에, 압축실로의 공기 도입에 관한 배치가 복잡하지 않으므로, 상기 분기 통로와 압축실과의 접속이 용이하다. 그 때문에, 분기 통로를 가지지 않는 기존 설비를 개조하여 본 발명의 형태로 하는 것도 용이하다.

또한, 상기 분기 통로에, 상기 분기 통로 내를 통류하는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 없애는 먼지 제거 수단을 마련한 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 압축실에 도입되는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 제거하여, 티끌 및 먼지의 혼입이 없는 압축 공기를 얻을 수 있다. 이에 의해, 상기 고정 스크롤, 선회 스크롤의 랩의 흠이나 랩 선단에 마련된 칩 시일의 시일 효과를 보다 장기에 걸쳐 유지할 수 있어서, 본 발명의 단위 동력당 공기량 증가에 의한 에너지 절약 효과를 보다 안정되게 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.

또한, 상기 구동축을 회전시키기 위한 모터의 팬으로부터 토출되는 공기를, 상기 분기 통로 내에 안내하여 도입하기 위한 통로를 마련한 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 상기 모터의 팬으로부터 토출되는 공기도, 상기 분기 통로를 흐르는 냉각 공기와 함께 압축실에 도입할 수 있어서, 모터의 팬으로부터 토출되는 공기를 유효하게 활용할 수 있다. 더욱이, 모터의 팬으로부터 토출되는 공기를 상기 분기 통로를 흐르는 냉각 공기와 합류시키기 때문에, 상기 모터의 팬으로부터 토출되는 공기량만큼 상기 압축기 본체 냉각용 덕트로부터 분기 통로에 분기시키는 냉각 공기량을 삭감할 수 있어서, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트로부터 상기 압축기 케이싱 내에 냉각용으로서 도입되는 냉각 공기를 충분히 확보할 수 있다.

또한, 모터의 팬으로부터의 공기는, 대기압보다 압력이 높은 정압 상태가 되어 있기 때문에, 상기 분기 통로를 흐르는 냉각 공기와 합류시킴으로써, 특히 문제는 생기지 않는다.

이상의 기재와 같이, 본 발명에 의하면, 압축기 본체 냉각용의 기기를 대형화하지 않고서, 공랭식 스크롤 압축기의 선회 스크롤 및 고정 스크롤의 냉각이 가능한 동시에, 토출 공기량의 증가, 단위 동력당 공기량의 증가에 의한 에너지 절약 효과를 얻을 수 있고, 또한 압축비의 개선에 의한 토출 온도의 저하가 가능한 공랭식 스크롤 압축기를 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도,
도 2는 실시예 2에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도,
도 3은 실시예 3에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도,
도 4는 실시예 4에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도,
도 5는 실시예 5에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도,
도 6은 실시예 6에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도,
도 7은 종래의 스크롤 압축기의 구성도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 매우 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이러한 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이에 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

[실시예 1]

(구성)

도 1은 실시예 1에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도이다.

우선, 도 1에 기초하여 실시예 1에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 구성에 대해 설명한다.

도 1에 있어서, 참조번호(2)는 공랭식 스크롤 압축기(1)의 외측선을 형성하는 압축기 케이싱을 나타내고, 압축기 케이싱(2)은, 일측이 개구된 케이싱 본체(4)와, 상기 케이싱 본체(4)의 개로와 반대측으로 돌출하여 형성된 통 형상의 베어링부(6)로 개략적으로 구성되어 있다.

참조번호(8)는 공랭식 스크롤 압축기(1)의 본체를 이루는 압축부로서, 상기 압축부(8)는 상기 압축기 케이싱(2)과, 상기 압축기 케이싱(2)의 케이싱 본체(4)에 장착된 고정 스크롤(10)과, 상기 케이싱 본체(4) 내에 위치하여 고정 스크롤(10)에 대면하여 설치되며 고정 스크롤(10)과의 사이에 후술하는 압축실(18)을 형성하는 선회 스크롤(14)과, 상기 압축기 케이싱(2)의 베어링부(6)에 베어링(20)을 거쳐 회전 가능하게 지지되고 일단측이 케이싱 본체(4) 내에서 크랭크가 되어 선회 스크롤(14)에 연결되며 타단측이 베어링부(6)로부터 돌출된 구동축(22)으로 개략적으로 구성되며, 상기 구동축(22)에는, 모터(도시하지 않음)에 벨트(도시하지 않음)를 거쳐 구동되기 위한 풀리(24)가 접속되어 있다. 구동축(22)은 상기 모터에 커플링을 거쳐 접속되어도 좋다.

고정 스크롤(10)은, 경판(11)과, 상기 경판(11)의 후면에 세워 설치되고, 경판(11)의 중심에 감겨 처음의 단부가 되고, 외주측에 감겨 마지막 단부가 되는 소용돌이 형상의 고정 랩(12)과, 상기 경판(11)의 전면측에 복수 세워 설치된 방열판(13)으로 개략적으로 구성되어 있다.

또한, 선회 스크롤(14)은, 경판(15)과, 상기 경판(15)의 정면에 세워 설치되고, 경판(15)의 중심에 감겨 처음의 단부가 되고, 외주측에 감겨 마지막 단부가 되는 소용돌이 형상의 선회 랩(16)으로 개략적으로 구성되어 있다. 상기 고정 랩(12)과 선회 랩(16)과의 각각의 선단부에는 시일을 실시하게 하기 위한 칩 시일(도시하지 않음)이 배치되어 있다.

상기 선회 스크롤(14)의 선회 랩(16)은, 상기 고정 스크롤(10)의 고정 랩(12)과 소정 각도 이동하여 서로 겹치도록 배치되어, 고정 스크롤(10)의 고정 랩(12)과 선회 스크롤(14)의 선회 랩(16) 사이에는 압축실(18)이 형성되어 있다.

그리고, 압축부(8)에서는, 모터(도시하지 않음)에 의해 벨트(도시하지 않음)를 거쳐 구동되기 위한 풀리(24)가 접속된 구동축(22)을 회전 구동함으로써, 상기 구동축(22)의 크랭크에 연결된 선회 스크롤(14)을 고정 스크롤(10)에 대해 소망하는 선회 반경으로 선회 운동시킨다. 이에 의해, 압축실(18)에 외주측으로부터 흡입된 후술하는 냉각 공기를 순차적으로 압축하고, 토출구(26)에서 압축 공기의 공급처에 연결하도록 구성되어 있다.

참조번호(28)는 압축기 케이싱(2)의 전측으로부터 고정 스크롤(10)의 후측에 걸쳐 설치된 압축기 본체 냉각용 덕트로서, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트(28)는, 압축기 케이싱(2)의 후측에 위치하여 케이싱 본체(4)과 대략 평행하게 연장되는 냉각 팬의 케이싱(30)과, 케이싱 본체(4) 및 고정 스크롤(10)의 한쪽 측면에 설치되어, 상류측이 상기 냉각 팬의 케이싱(30)에 연통하여 후술하는 냉풍의 통로가 되는 냉각용 덕트(32)와, 고정 스크롤(10)의 전면측을 가리도록 설치되어, 냉각용 덕트(32)에 연통하는 고정 스크롤 냉각용 덕트(34)에 의해 ㄷ자 형상의 통로를 구성하고 있다. 또한, 상기 냉각 팬의 케이싱(30)에는, 베어링부(6)의 선단이 삽입되고 있고, 또한 베어링부(6)와의 사이에 후술하는 원심 팬(36)으로의 공기를 도입하는 도입구(38)가 설치되어 있다.

그리고, 압축기 본체 냉각용 덕트(28)는 후술하는 원심 팬(36)으로부터 냉각 팬의 케이싱(30) 내에 도입된 외기를 냉각 공기로 하고, 상기 냉각 공기를, 냉각용 덕트(32), 유입구(39)를 거쳐 케이싱(2) 내의 선회 스크롤(14)의 배면측에 공급하는 동시에, 고정 스크롤 냉각용 덕트(34) 내인 고정 스크롤(10)의 전면측에 공급하는 것이다.

또한, 참조번호(36)는 압축기 본체 냉각용 덕트(28)의 냉각 팬의 케이싱(30) 내에 수용된 원심 팬이며, 시로코 팬(sirocco fan)으로서 구성되어 있다.

그리고, 원심 팬(36)은 구동축(22)과 함께 회전되는 것으로, 압축기 본체 냉각용 덕트(28)의 냉각 팬의 케이싱(30)에 형성된 도입구(38)으로부터 도 1 중의 화살표(A) 방향으로 외기를 흡입하고, 흡입된 공기를 주회하는 다수 매의 날개에 의한 원심력을 이용하며, 냉각 팬의 케이싱(30) 내에 토출되고, 압축기 본체 냉각용 덕트(28) 내로 냉각 공기로서 통류시키는 것이다.

또한, 참조번호(48)는, 상기 냉각 팬의 케이싱(30)에, 상기 냉각용 덕트(32)와는 별개의 계통으로서, 원심 팬(36)으로부터 토출되는 냉각 공기를 통류 가능하게 설치된 흡입 접속 통로이다. 상기 흡입 접속 통로(48)는, 원심 팬(36)으로부터 토출되는 냉각 공기의 일부가 흡입 접속 유로(48) 내에 흘러서, 흡입 접속 통로(48)를 흐르는 냉각 공기가 압축실(18)에 외주측으로부터 도입되도록 한 것이다.

또한, 원심 팬(36)으로부터 토출되어 흡입 접속 통로(48)에 흐르는 공기량은, 사전 소망한 양이 흐르도록 바이패스 통로(48)의 통로 직경을 설정하거나, 바이패스 통로(48)에 개도 조정이 가능한 댐퍼를 마련하여 상기 댐퍼 개도를 조정하거나, 흡입 접속 통로(48)의 통로 단면적을 변경가능한 수단을 마련하여 통로 단면적을 변경함으로써, 조정 가능하다.

(동작)

이상과 같이 구성된 실시예 1의 형태에 의한 스크롤 압축기의 동작에 대해 설명한다.

우선, 압축의 동작에 대해 설명한다.

상기 모터(도시하지 않음)를 구동시키면, 상기 모터의 구동에 의해, 벨트(도시하지 않음), 풀리(24)를 거쳐 구동축(22)이 회전한다. 상기 구동축(22)의 회전에 의해 선회 스크롤(14)을 선회시키면, 고정 스크롤(10)의 고정 랩(12)과 선회 스크롤(14)의 선회 랩(16) 사이에 형성된 압축실(18)이 중심측을 향해 연속적으로 축소한다. 이에 의해 압축실(18)의 외주측에 흡입 접속 통로(48)로부터 도입된 정압의 냉각 공기를 순차적으로 압축하면서, 토출구(26)로부터 압축 공기의 공급처에 연결하도록 토출한다.

다음에, 공랭식 스크롤 압축기의 냉각의 동작에 대해 설명한다.

상기 모터(도시하지 않음)의 구동에 의해, 벨트(도시하지 않음), 풀리(24)를 거쳐 구동축(22)이 회전하면, 선회 스크롤(14)이 선회하여 상기 냉각 공기의 압축을 실시하는 동시에, 원심 팬(36)이 회전한다. 이에 의해, 원심 팬(36)은, 외기를 압축기 본체 냉각용 덕트(28)의 도입구(38)로부터 흡입하고, 주회하는 원심 팬(36)의 날개부에 의해 압축기 본체 냉각용 덕트(28) 내에 토출한다. 그리고, 압축기 본체 냉각용 덕트(28) 내에 토출된 공기는, 냉각 공기로서 냉각용 덕트(32)를 흐른다.

상기 냉각용 덕트(32) 내를 흐르는 냉각 공기의 일부는, 유입구(39)를 거쳐 압축기 케이싱(2) 내의 선회 스크롤(14)의 배면측에 공급되어, 선회 스크롤(34)을 냉각한다.

또한, 상기 냉각용 덕트(32) 내를 흐르는 냉각 공기의 일부는, 고정 스크롤 냉각용 덕트(34)를 거쳐 고정 스크롤(10)의 전면측에 공급되어, 고정 스크롤(10)을 냉각한다.

상기 선회 스크롤(14)을 냉각한 냉각 공기 및 고정 스크롤(10)을 냉각한 냉각 공기는, 각각, 도 1에 나타내는 B 및 C의 흐름으로 외부로 배출된다.

오히려, 상기 냉각용 덕트(32) 내를 흐르는 냉각 공기의 일부는 선회 스크롤(14)의 배면측 또는 고정 스크롤(10)의 전면측 중 적어도 한쪽에 공급되어도 괜찮다.

또한, 상기 흡입 접속 통로(48)를 흐르는 냉각 공기는, 압축실(18)에 그 외주측으로부터 도입된다. 그리고, 선회 스크롤(14)이 선회함으로써, 압축실(18)이 연속적으로 축소하고, 이에 의해 상기 압축실(18)에 외주측으로부터 도입된 냉각 공기는 서서히 압축되어, 압축실(18)의 중심부를 향해, 토출구(26)에서 압축 공기로서 공급처에 연결하도록 토출된다.

이상에서 설명한 실시예 1에 있어서의 구성 및 동작의 공랭식 스크롤 압축기 1에 있어서는, 냉각용 덕트(32)를 거쳐 냉각 공기를, 압축기 케이싱(2) 내의 선회 스크롤(14)의 후면측, 및 고정 스크롤 냉각용 덕트(34) 내인 고정 스크롤(10)의 전면측 중 적어도 한쪽에 공급함으로써, 선회 스크롤(14) 및 고정 스크롤(10)을 냉각할 수 있기 때문에, 압축실(18)에서 발생하는 압축열에 의해 선회 스크롤(14) 및 고정 스크롤(10)이 고온이 되는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 압축실(18)에 흡입 접속 통로(48)를 거쳐 상기 냉각 공기를 압축용 유체로서 도입하고 있다. 상기 냉각 공기는, 원심 팬(36)의 작용에 의해 대기압보다 압력이 높은 정압 상태가 되어 있기 때문에, 상기 냉각 공기를 압축실(18)에 압축용 유체로서 도입함으로써, 압축실(18)에서의 압축비를 작게 억제할 수 있어서, 압축 효율이 높아진다. 따라서, 공랭식 스크롤 압축기(1)에서 압축되어 토출되는 공기량을 증대시킬 수 있는 동시에, 단위 동력당 공기량 증가에 의한 에너지 절약 효과를 얻을 수 있다. 게다가, 압축비를 작게 억제하는 것으로 압축 공기의 토출 온도를 저하시킬 수 있다.

게다가, 냉각용 덕트(32)를 분기시키지 않고서, 냉각용 덕트(32)와는 별개의 계통으로 상기 냉각 공기를 압축실(18)에 도입하는 흡입 접속 통로(48)를 마련하는 것으로, 냉각용 덕트(32)를 흐르는 냉각 공기는 분기되지 않기 때문에, 냉각용 덕트(32) 내를 흐르는 냉각 공기의 흐름에 맥동 등의 흐름의 불균일이 생기지 않고, 안정되게 선회 스크롤(14) 및 고정 스크롤(10)을 냉각할 수 있다.

또한, 상기 냉각 공기를 압축실(18)의 외주측으로부터 도입하기 때문에, 공기 도입에 관한 배치가 복잡하지 않으므로, 흡입 접속 통로(48)와 압축실(18)의 접속이 용이하다. 그 때문에, 흡입 접속 통로(48)를 갖지 않는 기존 설비를 개조하여, 본 실시예 1의 형태에 개조하는 것도 용이하다.

[실시예 2]

도 2는 실시예 2에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도이다.

실시예 2에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기는, 도 1에 나타낸 실시예 1에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기와는 흡입 접속 통로(48)에 먼지 제거 장치(52)를 마련한 것 이외에는 같은 구성, 동작이다. 따라서, 도 1에 나타낸 실시예 1에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기와 같은 구성, 동작에 관해서는 설명을 생략하고, 동일 부호는 동일물을 나타내는 것으로 한다.

도 2에 나타낸 실시예 2에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기(1)에 있어서는, 흡입 접속 통로(48)에 먼지 제거 장치(52)를 마련했다. 먼지 제거 장치(52)는, 케이싱(56)과, 상기 케이싱(56) 내에 수용되어 케이싱(56) 내를 흐르는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 제거하는 필터(54)에 의해 구성되어 있다. 이에 의해, 흡입 접속 통로(48)을 통과하여, 압축실(18)에 도입되는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 제거할 수 있다. 공랭식 스크롤 압축기(1)에서 압축된 압축 공기의 사용 용도에 따라서는, 압축 공기 중에 티끌, 먼지 등의 이물의 혼입이 없는 것을 구할 수 있는 경우가 많다. 그러나, 흡입 접속 통로(48)를 흐르는 냉각 공기는, 도입구(38)로부터 도입된 외기이기 때문에, 티끌, 먼지 등이 혼입할 가능성이 있다. 그러나, 압축실(18)에 도입하는 냉각 공기가 흐르는 바이패스 통로(48) 내에 먼지 제거 장치(52)를 마련하는 것으로, 압축실(18)에는 티끌 및 먼지가 제거된 냉각 공기를 도입할 수 있고, 이에 의해 공랭식 스크롤 압축기(1)에서 압축된 압축 공기로의 티끌 및 먼지 등의 이물의 혼입을 방지할 수 있다. 게다가, 상기 고정 스크롤(10), 선회 스크롤(14)의 랩의 흠이나 랩의 선단에 설치된 칩 시일의 시일 효과를 보다 장기에 걸쳐 유지할 수 있어서, 단위 동력당 공기량 증가에 의한 에너지 절약 효과를 보다 안정되게 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.

[실시예 2]

도 3은 실시예 3에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도이다.

실시예 3에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기는, 도 1에 나타낸 실시예 1에 있어서의 스크롤 압축기와는 흡입 접속 통로(48)를 마련하지 않았던 것과, 후술하는 분기 통로(40)를 마련한 것 이외에는 같은 구성, 동작이다. 따라서, 도 1에 나타낸 실시예 1에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기와 같은 구성, 동작에 관해서는 설명을 생략하고, 동일 부호는 동일물을 나타내는 것으로 한다.

도 3에 나타낸 실시예 3에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기에 있어서는, 압축기 본체 냉각용 덕트(28)의 냉각용 덕트(32)로부터 분기하는 분기 통로(40)가 설치되어 있다. 상기 분기 통로(40)는, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트(28)를 형성하는 냉각용 덕트(32) 내를 흐르는 상기 냉각 공기의 일부가, 분기 통로(40) 내로 분기하여 흘러서, 분기 통로(40)를 흐르는 냉각풍이 압축실(18)에 외주측으로부터 도입되도록 한 것이다.

또한, 냉각용 덕트(32)로부터 분기 통로(40)로의 냉각 공기의 분기량은, 사전 소망한 양의 냉각 공기가 분기하도록 분기 통로(40)의 통로 직경을 설정하거나, 분기 통로(40)에 개도 조정이 가능한 댐퍼를 마련하여 상기 댐퍼 개도를 조정하거나, 분기 통로(40)의 통로 단면적을 변경 가능한 수단을 마련하여 통로 단면적을 변경함으로써, 조정 가능하다.

이상과 같이, 압축실(18)에 냉각용 덕트(32)로부터 분기한 분기 통로(40)를 거쳐 상기 냉각 공기를 압축용 유체로서 도입하고 있다. 상기 냉각 공기는 원심 팬(36)의 작용에 의해 대기압보다 압력이 높은 정압 상태가 되어 있기 때문에, 상기 냉각 공기를 압축실(18)에 압축용 유체로서 도입함으로써, 압축실(18)로의 압축비를 작게 억제할 수 있어서, 압축 효율이 높아진다. 따라서, 공랭식 스크롤 압축기(1)에서 압축되어 토출되는 공기량을 증대시킬 수 있는 동시에, 단위 동력당 공기량을 증가에 의한 에너지 절약 효과를 얻을 수 있다. 게다가, 압축비를 작게 억제하는 것으로 압축 공기의 토출 온도를 저하시킬 수 있다.

[실시예 4]

도 4는 실시예 4에 있어서의 스크롤 압축기의 단면도이다.

실시예 4에 있어서의 스크롤 압축기는, 도 3에 나타낸 실시예 3에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기와는 분기 통로(40)에 먼지 제거 장치(42)를 마련한 것 이외에는 같은 구성, 동작이다. 따라서, 도 3에 나타낸 실시예 3에 있어서의 스크롤 압축기와 같은 구성, 동작에 관해서는 설명을 생략하고, 동일 부호는 동일물을 나타내는 것으로 한다.

도 4에 나타낸 실시예 4에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기(1)에 있어서는, 분기 통로(40)에 먼지 제거 장치(42)를 마련했다. 먼지 제거 장치(42)는, 케이싱(46)과, 상기 케이싱(46) 내에 수용되어 케이싱(46) 내를 흐르는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 제거하는 필터(44)로서 구성되어 있다. 이에 의해, 분기 통로(40)를 통과하여, 압축실(18)에 도입되는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 제거할 수 있다. 공랭식 스크롤 압축기(1)에서 압축된 압축 공기의 사용 용도에 따라서는, 압축 공기 중에 티끌, 먼지 등의 이물의 혼입이 없는 것을 구할 수 있는 경우가 많다. 그러나, 냉각용 덕트(32)로부터 분기하여 분기 통로(40)를 흐르는 냉각 공기는, 도입구(38)로부터 도입된 외기이기 때문에, 티끌, 먼지 등이 혼입할 가능성이 있다. 그런데, 압축실(18)에 도입하는 냉각 공기가 흐르는 분기 통로(40) 내에 먼지 제거 장치(42)를 마련함으로써, 압축실(18)에는 티끌 및 먼지가 제거된 냉각 공기를 도입할 수 있고, 이에 의해 공랭식 스크롤 압축기(1)에서 압축된 압축 공기에의 티끌 및 먼지 등의 이물의 혼입을 방지할 수 있다. 게다가, 상기 고정 스크롤(10), 선회 스크롤(14)의 랩의 흠이나 랩 선단에 설치된 칩 시일의 시일 효과를 보다 장기에 걸쳐 유지할 수 있어서, 단위 동력당 공기량 증가에 의한 에너지 절약 효과를 보다 안정되게 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.

[실시예 5]

도 5는 실시예 5에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도이다.

실시예 5에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기는, 도 4에 나타낸 실시예 4에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기와는 구동축(22)의 구동 이외에는 같은 구성, 동작이다. 따라서, 도 4에 나타낸 실시예 4에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기와 같은 구성, 동작에 관해서는 설명을 생략하고, 동일 부호는 동일물을 나타내는 것으로 한다.

도 5에 있어서, 구동축(22)은, 모터(25)에 접속되어 있고, 모터(25)를 구동하는 것에 의해 회전하도록 구성되어 있다.

이와 같이 하여, 구동축(22)을 모터(25)에 직접 접속하는 것도 가능하다.

[실시예 6]

도 6은 실시예 6에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기의 단면도이다.

실시예 6에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기는, 도 5에 나타낸 실시예 5에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기란, 후술하는 합류 통로(60)를 마련한 것 이외에는 같은 구성, 동작이다. 따라서, 도 5에 나타낸 실시예 5에 있어서의 공랭식 스크롤 압축기와 같은 구성, 동작에 관해서는 설명을 생략하고, 동일 부호는 동일물을 나타내는 것으로 한다.

도 6에 있어서, 모터(25)의 팬(62)으로부터 토출되는 공기를 상기 분기 통로(40)에 합류시키는 합류 통로(60)를 마련하고 있다. 이에 의해, 모터(25)의 팬(62)으로부터 토출되는 공기도, 분기 통로(40)를 흐르는 냉각 공기와 함께 압축실(18)에 도입할 수 있어서, 모터(25)의 팬(62)으로부터 토출되는 공기를 유효하게 활용할 수 있다. 게다가, 모터(25)의 팬으로부터 토출되는 공기를 상기 분기 통로(40)를 흐르는 냉각 공기와 합류시키기 때문에, 상기 냉각용 덕트(32)로부터 분기 통로(40)에 분기시키는 냉각 공기량을 삭감할 수 있어서, 상기 냉각용 덕트(32)로부터 상기 케이싱(2) 내에 냉각용으로서 도입되는 냉각 공기를 충분히 확보할 수 있다.

또한, 모터(25)의 팬(62)으로부터의 공기는, 대기압보다 압력이 높은 정압 상태가 되어 있기 때문에, 분기 통로(40)를 흐르는 냉각 공기와 합류시키는 것으로, 특히 문제는 생기지 않는다.

압축기 본체 냉각용의 기기를 대형화하지 않고서, 선회 스크롤 및 고정 스크롤의 냉각이 가능한 동시에, 토출 공기량의 증가, 단위 동력당 공기량의 증가에 의한 에너지 절약 효과, 및 압축비의 개선에 의한 토출 온도의 저하가 가능한 공랭식 스크롤 압축기로서 이용할 수 있다.

Claims

압축기 케이싱 내에 수용되고, 구동축에 선회 가능하게 지지되어 있는 경판 상에 선회 랩을 세워 설치한 선회 스크롤과, 상기 선회 스크롤과 대향하여 설치되어 경판 상에 고정 랩을 세워 설치한 고정 스크롤을 가지며, 상기 선회 랩과 고정 랩을 겹쳐서 유체를 압축하는 압축실을 형성하는 동시에, 상기 구동축에 장착되어 있는 냉각 팬의 케이싱으로부터 토출되는 냉각 공기를, 상기 압축실을 내장하는 압축기 케이싱 내에 안내하여 도입하기 위한 압축기 본체 냉각용 덕트를 마련하고, 상기 압축기 케이싱 내에 수납된 선회 스크롤의 배면측과 고정 스크롤의 전면측 중 적어도 한쪽에 상기 냉각 공기가 공급되어 상기 압축실에서 발생하는 압축열을 냉각하는 공랭식 스크롤 압축기에 있어서,
상기 냉각 팬에 의해 발생되는 정압의 공기류를 일부 통류시키는 흡입 연락 통로를 마련하고,
상기 흡입 연락 통로를, 상기 압축실에 외주측 흡입구에 접속하고, 상기 냉각 팬으로부터 토출되는 공기류의 일부를 상기 압축실의 외주측으로부터 도입 가능하게 한 것을 특징으로 하는 공랭식 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 흡입 연락 통로는, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트와 별개의 계통으로서, 상기 냉각 팬의 케이싱으로부터 토출되는 냉각 공기를 통류시키는 흡입 접속 통로이며,
상기 흡입 접속 통로를, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트와 이간한 공간을 지나서, 상기 압축실의 외주측의 흡입구에 접속하고, 상기 냉각 팬의 케이싱으로부터 토출되는 냉각 공기의 일부를 상기 흡입 접속 통로를 통해 상기 압축실에 외주측으로부터 도입 가능하게 한 것을 특징으로 하는 공랭식 스크롤 압축기.
제2항에 있어서,
상기 흡입 접속 통로에, 상기 흡입 접속 통로 내를 통류하는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 없애는 먼지 제거 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 공랭식 스크롤 압축기.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 흡입 접속 통로를 분해하여 교환하는 것을 가능하게 한 것을 특징으로 하는 공랭식 스크롤 압축기.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 흡입 접속 통로에, 상기 통로 단면적을 변경 가능한 변경 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 공랭식 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 흡입 연락 통로는, 상기 압축기 본체 냉각용 덕트를 분기한 분기 통로로서, 상기 분기 통로의 단부를 상기 압축실의 외주측의 흡입구에 접속하고, 상기 냉각 팬으로부터 토출되는 냉각 공기의 일부를 상기 분기 통로를 통해 상기 압축실에 외주측으로부터 도입 가능하게 한 것을 특징으로 하는 공랭식 스크롤 압축기.
제6항에 있어서,
상기 분기 통로에, 상기 분기 통로 내를 통류하는 냉각 공기 중의 티끌 및 먼지를 없애는 먼지 제거 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 공랭식 스크롤 압축기.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 구동축을 회전시키기 위한 모터의 팬으로부터 토출되는 공기를, 상기 분기 통로 내에 안내하여 도입하기 위한 통로를 마련한 것을 특징으로 하는 공랭식 스크롤 압축기.