KR20120004395A - Scroll fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고속운전에 적합한 편심선회 구동방식의 스크롤 유체기계에 관한다.The present invention relates to an eccentric swing drive scroll fluid machine suitable for high speed operation.
스크롤 유체기계는 경판(鏡板)에 소용돌이 형상의 랩(wrap)을 수직으로 설치한 고정 스크롤과, 이와 비슷한 선회 스크롤을 조합시켜서 구성한 작동부(作動部)를 가진다. 상기 선회 스크롤을 구동장치의 축에 고정하고, 자전시키지 않고 선회 운동시키는 것에 의해, 흡입관으로 유입하는 작동 유체를 압축시켜서 토출관으로부터 토출시키면 압축기 또는 블로워(Blower)로서 기능 한다. 고정 스크롤의 입구에서 유입되는 고압의 작동 유체를 팽창시켜서 출구로 배출시키면 구동장치 축에서 동력을 얻는 팽창기로서 기능 한다.The scroll fluid machine has an actuating part constituted by combining a fixed scroll in which a spiral wrap is vertically provided on a hard plate, and a similar swing scroll. By fixing the swing scroll to the axis of the drive device and rotating it without rotating, the working fluid flowing into the suction pipe is compressed and discharged from the discharge pipe to function as a compressor or blower. Inflating and discharging the high pressure working fluid entering the fixed scroll inlet serves as an inflator powered by the drive shaft.
스크롤 유체기계에 이용하는 구동장치로서, 선회축을 가지는 편심선회 구동장치가 제안되고 있다. 예를 들면 일본 특허 공보 JP, 3761503, B (등록일: 2006.1.20)가 공개하는 스크롤 유체기계는 편심선회 구동장치와 그것에 의해 구동되는 유체기계 본체를 가진다. 상기 편심선회 구동장치의 선회축이 유체기계 본체의 선회 스크롤에 관통해서 달려있다. 상기 선회 스크롤의 양쪽에 상기 유체기계 본체의 고정 스크롤에 대하여 선회축을 편심선회 가능하게 지지하는 제1 및 제2의 편심선회 지지 수단을 가진다.As a drive device used for a scroll fluid machine, an eccentric swing drive device having a swing axis has been proposed. For example, the scroll fluid machine disclosed by Japanese Patent Publication JP, 3761503, B (Registration Date: 2006.1.20) has an eccentric swing drive device and a fluid machine body driven by it. The pivot axis of the eccentric pivot drive device rests through the pivot scroll of the fluid machine body. Both circumferential scrolls have first and second eccentric pivot support means for eccentrically pivoting the pivot axis relative to the fixed scroll of the fluid machine body.
이 스크롤 유체기계에서는 선회 스크롤의 양쪽에 선회축을 지지하는 선회 베어링이 마련되어져 있다. 양쪽 선회 베어링의 바깥쪽에는 편심선회 구동장치의 회전축과 축선이 일치한 회전체(回轉體)를 통해서 회전 베어링이 마련되어져 있다. 그로 인해, 운전시에 선회축으로 회전 베어링이 구동되지만, 양쪽 선회 베어링을 동기 회전시키는 기구가 마련되어있지 않으므로, 선회축의 운동 방향에 회전 베어링 및 선회 베어링의 회전 저항이 걸린다. 그것에 의해 선회축의 원활한 구동이 방해되어, 랩 끼리 접촉해서 소음이 생기거나, 랩이 마모하거나 탄 흔적이 남거나 하는 우려가 있다. 본 발명의 목적은 선회축이 원활하게 구동되면서 흔들림 회전(whirling motion)을 방지할 수 있도록 하고, 랩 끼리 접촉하지 않고, 소음이나 랩의 마모나 탄 흔적을 방지하는 구조를 제공하는 이다. In this scroll fluid machine, swing bearings are provided on both sides of the swing scroll to support the swing shaft. On the outer side of both slewing bearings, rotary bearings are provided through a rotating body in which the rotational axis and the axis of the eccentric swing drive device coincide. Therefore, although the rotary bearing is driven by the pivot shaft at the time of operation | movement, since the mechanism which rotates both swing bearings synchronously is not provided, the rotational resistance of a rotary bearing and a swing bearing is applied to the movement direction of a pivot shaft. As a result, smooth driving of the pivot shaft may be hindered, and the wraps may come into contact with each other to generate noise, or the wraps may be worn or burned. An object of the present invention is to provide a structure that can prevent the whirling (whirling motion) to be smoothly driven while the pivot shaft is smoothly driven, and does not come in contact between the wraps, and to prevent noise or wear and burn traces of the wraps.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어 졌다. 본 발명의 가장 주요한 특징은 운동 방향으로는 저항이 적은 구조로 해서, 랩 끼리 접촉해서 진동 소음이 발생하거나, 랩이 마모하거나 탄 흔적이 남거나 하지 않는, 신뢰성이 높은 스크롤 유체기계를 제공하는 것이다. 그로 인해, 회전수가 높아져서 선회 스크롤의 원심력이 증대하거나, 토출 압력과 흡입 압력의 차압이 커져서 선회축에 작용하는 반경 방향의 하중이 커져도, 선회축이 반경(半徑) 방향으로 변위(變位) 하는 것을 방지하는 수단이 마련되어진다.
The present invention has been made to solve the above problems. The most important feature of the present invention is to provide a highly reliable scroll fluid machine, which has a structure of low resistance in the direction of movement, and does not generate vibration noise or contact with the wraps, and wear or burn marks on the wraps. Therefore, even if the rotational speed increases and the centrifugal force of the swinging scroll increases, or the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure increases, and the radial load acting on the pivoting axis increases, the pivoting axis displaces in the radial direction. Means are provided to prevent this.
본 발명에 있어서는 회전축에 편심해서 회전가능하게 지지(支持)된 선회 축과, 상기 선회축의 자전을 방지하는 자전 방지 수단과, 상기 선회축의 선회 구동부에 끼워 맞춰져, 양면에 소용돌이 형상의 랩을 가지는 선회 스크롤 및 상기 케이싱의 한쪽끝에 고정되는 한 쌍의 고정 스크롤을 조합시켜서 구성한 작동부를 가지는 유체기계에 있어서 상기 선회축이 상기 작동부를 관통하여, 가장 바깥부에 위치하는 고정 스크롤에 안내 기구를 가지고, 상기 선회축의 한쪽끝이 상기 안내 기구에 안내되어서 선회 운동하는 것에 의해, 선회축으로 작용하는 반경 방향의 하중을 소멸(cancel)시키는 하중을 발생시킨다. 이것에 의해, 선회 스크롤이 설정된 선회 반경 이상으로 변위하거나 기우는 것을 방지한다. 안내 기구란, 가장 바깥쪽의 고정 스크롤에 달린 자전 방지 가이드 또는 밸런스 베어링을 말한다. 자전 방지 가이드(guide)는 선회축의 첨단에 달린 자전 방지판의 2군데 이상에 달린 자전 방지 핀을 안내한다. 밸런스 베어링은 선회축의 첨단을 안내한다.
In the present invention, a swing shaft eccentrically rotated to be supported by a rotation shaft, rotation prevention means for preventing rotation of the pivot shaft, and a pivot drive unit fitted to the pivot drive section of the pivot shaft and having swirl wraps on both sides. In a fluid machine having an actuating part constituted by combining a scroll and a pair of fixed scrolls fixed to one end of the casing, the pivot axis penetrates the actuating part and has a guide mechanism in the fixed scroll positioned at the outermost part. One end of the pivot shaft is guided to the guide mechanism and pivots to generate a load that cancels the radial load acting as the pivot shaft. This prevents the turning scroll from shifting or tilting beyond the set turning radius. The guide mechanism means an anti-rotation guide or a balance bearing attached to the outermost fixed scroll. The anti-rotation guide guides anti-rotation pins on two or more positions of the anti-rotation plate on the tip of the pivot shaft. Balance bearings guide the tip of the pivot.
본 발명의 스크롤 유체기계에 의하면, 상기 선회축의 한쪽끝이 상기 안내 기구에 안내되어서 선회 운동하는 것에 의해, 선회축에는 반경(半徑) 방향의 하중이 작용한다. 안내 기구에는 선회축의 반경 방향으로 작용하는 하중을 소멸시키는 하중이 발생한다. 이것에 의해, 선회 스크롤이 설정된 선회 반경 이상으로 변위(變位)하거나 기울거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 스크롤 유체기계가 고속회전으로 운전되어서 선회 스크롤의 원심력이 클 경우에도, 선회 스크롤의 랩과 고정 스크롤의 랩이, 서로 접촉해서 진동 소음을 발생시키거나, 마모하거나, 탄 흔적이 남거나 하지 않는다. 따라서 신뢰성이 높은 스크롤 유체기계를 제공할 수 있다.According to the scroll fluid machine of the present invention, one end of the pivot shaft is guided by the guide mechanism to pivot, so that a radial load acts on the pivot shaft. The guide mechanism generates a load that dissipates the load acting in the radial direction of the pivot axis. As a result, it is possible to prevent the turning scroll from being displaced or inclined beyond the set turning radius. In addition, even when the scroll fluid machine is operated at a high speed and the centrifugal force of the turning scroll is large, the lap of the turning scroll and the lap of the fixed scroll do not come into contact with each other to generate vibration noise, wear, or leave burnt traces. . Therefore, a highly reliable scroll fluid machine can be provided.
선회 구동 기구에 있어서, 종래 구조에서는 고속회전할 때 원심력에 의해 선회 구동 축의 첨단이 변위하고, 선회 스크롤 랩이 고정 스크롤 랩에 강하게 접촉하고, 랩에 마모나 깎임이 발생하거나 소음이 발생하거나 한다. 본 발명에 의해 이 과제가 해결되므로, 스크롤 유체기계를 고속회전 사양으로 해서 소형화 할 수 있다. 따라서 본 발명은 소형화 하는것이 바람직한 진공 펌프, 연료전지용의 블로워, 냉매용 압축기, 가정용 및 패키지형의 에어컨, 산업용 공기압축기 등에 이용될 가능성이 크다.
In the swing drive mechanism, in the conventional structure, the tip of the swing drive shaft is displaced by the centrifugal force when rotating at high speed, the swing scroll wrap is in strong contact with the fixed scroll wrap, and the wrap is worn or cut, or noise is generated. Since this subject is solved by this invention, it can be miniaturized by making a scroll fluid machine a high speed rotation specification. Therefore, the present invention is likely to be used in a vacuum pump, a blower for a fuel cell, a compressor for a refrigerant, an air conditioner for a home and a package, an industrial air compressor, and the like, which should be miniaturized.
도 1은 제1실시예를 나타내는 축 방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A단면도이다.
도 3은 제1실시예의 변형예를 도시하는 부분 단면도이다.
도 4는 제1실시예의 다른 변형예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 5는 제2실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 6은 도 5의 A-A단면도이다.
도 7은 제2실시예의 변형예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 8은 제3실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 9는 제4실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 10은 제5실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 11은 제6실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 12는 제7실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 13은 제7실시예의 변형예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 14는 도 13에 있어서의, 스크롤 랩 조합 상태 설명도이다.
도 15는 제8실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 16은 제8실시예의 변형예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 17은 제9실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 18은 제10실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 19는 제10실시예의 변형예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 20은 제9실시예 또는 제10실시예의 변형예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 21은 제11실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.
도 22는 선회 스크롤과 선회 구동축의 결합부의 제1 예를 도시하는 부분 단면도이다.
도 23은 선회 스크롤과 선회 구동축의 결합부의 제2 예를 도시하는 부분 단면도이다.
도 24는 선회 스크롤과 선회 구동축의 결합부의 제3 예를 도시하는 부분 단면도이다.
도 25는 제12실시예의 자전 방지 베어링의 부분을 도시하는 부분 단면도이다.
도 26은 제12실시예의 밸런스 베어링의 부분을 도시하는 부분 단면도이다.
도 27은 제13실시예를 도시하는 축 방향 단면도이다.1 is an axial sectional view showing a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1.
3 is a partial sectional view showing a modification of the first embodiment.
4 is an axial cross-sectional view showing another modification of the first embodiment.
5 is an axial sectional view showing the second embodiment.
6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 5.
7 is an axial sectional view showing a modification of the second embodiment.
8 is an axial sectional view showing the third embodiment.
9 is an axial sectional view showing the fourth embodiment.
10 is an axial sectional view showing the fifth embodiment.
11 is an axial sectional view showing the sixth embodiment.
12 is an axial sectional view showing the seventh embodiment.
13 is an axial sectional view showing a modification of the seventh embodiment.
It is explanatory drawing of the scroll wrap combination state in FIG.
15 is an axial sectional view showing the eighth embodiment.
16 is an axial cross-sectional view showing a modification of the eighth embodiment.
17 is an axial sectional view showing the ninth embodiment.
18 is an axial sectional view showing the tenth embodiment.
19 is an axial sectional view showing a modification of the tenth embodiment.
20 is an axial sectional view showing a modification of the ninth or tenth embodiment.
21 is an axial sectional view showing the eleventh embodiment.
It is a partial sectional drawing which shows the 1st example of the coupling part of a swing scroll and a swing drive shaft.
It is a partial sectional view which shows the 2nd example of the coupling part of a swing scroll and a swing drive shaft.
24 is a partial cross-sectional view showing a third example of the engaging portion of the swing scroll and the swing drive shaft.
FIG. 25 is a partial cross-sectional view showing a portion of the anti-rotation bearing of the twelfth embodiment. FIG.
FIG. 26 is a partial sectional view showing a part of a balance bearing of the twelfth embodiment. FIG.
27 is an axial sectional view showing the thirteenth embodiment.
[1] 제1실시예[1] First embodiment
도 1은 제1실시예를 도시한다. 도 2는 도 1의 A-A단면도이다. 케이싱(100)의 경판(鏡板)에 소용돌이 형상의 랩을 가지는 제1고정 스크롤(1)의 랩반대면이 고착되어 있다. 제1고정 스크롤(1)에 포개서, 경판에 소용돌이 형상의 랩을 가지는 선회 스크롤(10)이 설치되어, 선회 스크롤(10)에 포개서 경판에 소용돌이 형상의 랩을 가지는 제2고정 스크롤(2)이 설치되어, 제1고정 스크롤(1)에 고착되어 있다. 제1고정 스크롤(1), 선회 스크롤(10) 및 제2고정 스크롤(2)은 작동부(作動部)를 구성하고 있다. 제1고정 스크롤 랩(1a)과 선회 스크롤(10)에 마련되어진 선회 스크롤 랩(10a)을 조합하여 1쌍의 제1작동실(21)을 구성하고 있다. 선회 스크롤(10)에 마련되어진 선회 스크롤 랩(10b)과 제2고정 스크롤 랩(2a)을 조합하여 1쌍의 제2작동실(22)을 구성하고 있다. 1 shows a first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. The opposite surface of the lap of the first
케이싱(100)에는 2군데에 회전 베어링(101)의 외륜이 설치되어 있다. 회전 베어링(101)의 내륜에는 회전축(102)이 끼워 맞춰져 있다. 케이싱(100)에는 모터의 스테이터(stator)(105)가 고착되어 있고, 회전축(102)에는 모터 로터(rotor)(106)가 고착되어 있다. 또한, 회전축(102)에는 전체의 원심력 밸런스를 잡기 위한 밸런서(47)가 달려있다. 회전축(102)에는 회전 중심에서 편심한 위치의 양단에 베어링 하우징이 마련되어져 있고, 그 베어링 하우징에 선회 베어링(103)의 외륜이 설치되어 있다. 선회 베어링(103)의 내륜에는 선회축(104)이 끼워 맞춰져 있다. 선회축(104)은 제1고정 스크롤 관통구(1c)를 관통하고 있다. 선회 스크롤(10)의 중심에는 구멍이 마련되어져 있다. 그 구멍은 선회 구동부(104a)에 상대회전하지 않는 상태로 끼워 맞춰져 있다. 선회축 한쪽끝(104b)은 제2고정 스크롤 관통구(2c)를 관통하여, 바깥쪽까지 연장되어 있다. 선회축 한쪽끝(104b)에는 자전 방지판(109)이 고착되어 있다. 도 2에 도시된 대로, 자전 방지판(109)의 내면 쪽 3군데에는 자전 방지 핀(110)이 매설되어 있다. 자전 방지 베어링(안내 기구)(111)이 제2고정 스크롤(2)의 겉쪽에 자전 방지 가이드로서 설치되어 있다. 자전 방지판(109), 자전 방지 핀(110) 및 자전 방지 베어링(안내 기구)(111)에 의해 자전 방지 수단이 구성되어 있다. 자전 방지 핀(110)은 자전 방지 베어링 내륜(112)에 접하는 상태로 조합되어 있다. 자전 방지 핀(110)의 외경을 d1, 자전 방지 베어링 내륜(112)의 내경을 D1, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d1, D1, ε, δ의 사이에는 다음 관계가 있도록 설정한다. The outer ring of the
2ε-δ≤D1-d1≤2ε+δ (수식1)2ε-δ≤D1-d1≤2ε + δ (Equation 1)
이렇게 D1-d1의 값을 설정하면, 자전 방지 핀(110)은 자전 방지 베어링 내륜(112)에 거의 접하는 상태를 유지하고, 선회축(104)의 자전은 확실하게 방지된다. 또한, 선회축 한쪽끝(104b)이 강한 힘으로 안쪽으로 구부려지는 일도 없다. 따라서 소음은 발생하지 않고, 기계 손실은 작아진다. 선회축 한쪽끝(104b)은 선회 스크롤(10)의 원심력이 선회 구동부(104a)에 작용해도, 자전 방지 베어링(안내 기구)(111)의 베어링 내부 틈이 0이 되면 그 이상은 휘지 않는다. 그것에 의해 스크롤 랩의 접촉을 방지할 수 있다. 따라서 스크롤 유체기계는 커다란 선회 스크롤을 가지고 있어도 종래보다도 고속회전이 가능하게 된다.
If the value of D1-d1 is set in this way, the
제2고정 스크롤(2)의 바깥면에는 토출 커버(113)가 토출실(114)을 밀봉하는 상태로 고착되어 있다. 토출 커버(113)는 자전 방지판(109) 및 자전 방지 베어링(안내 기구)(111)을 내포하고 있다. 토출 커버(113)에는 토출구(108)가 마련되어져 있다. 제2고정 스크롤(2)의 외주부에는 흡입구(107)가 마련되어져 있다.
The
다음으로, 본 스크롤 유체기계의 동작에 대해서 설명한다. 스테이터(stator)(105)의 코일에 전류가 통하면 로터(rotor)(106)가 회전하고, 회전축(102)이 회전해서 선회축(104)이 후술하는 것 같이 자전이 방지되어서 편심 구동된다. 선회축(104)의 일부인 선회 구동부(104a)가 선회 스크롤(10)을 선회 구동한다. 제1고정 스크롤 랩(1a)과 선회 스크롤 랩(10a)으로 구성되는 제1작동실(21) 및 제2고정 스크롤 랩(2a)과 선회 스크롤 랩(10b)으로 구성되는 제2작동실(22)이 외주 쪽에서 내주 쪽으로 이동하고, 용적(容積)이 감소해서 내부의 유체가 압축된다. 선회 스크롤(10)의 경판 중앙부에는 선회 경판 연통구 (旋回 鏡板 連通口)(10c)가 마련되어져 있다. 따라서 작동실(21)과 작동실(22)은 중앙부에서 연통(連通)한다. 그 결과, 유체는 흡입구(107)에서 흡입되어, 흡입실(130)을 경유해서 압축되어, 작동실(22)쪽으로 합류하고, 제2고정 스크롤 관통구(2c)를 통해서 토출실(114)로 유입하고, 토출구(108)에서 외부로 토출된다.
Next, the operation of the scroll fluid machine will be described. When a current flows through the coil of the
자전 방지 핀(110)의 외경d1과 자전 방지 베어링 내륜(112)의 내경D1 및 선회 반경ε의 사이에는 수식 1의 관계가 있기 때문에, 자전 방지 핀(110)은 항상 자전 방지 베어링 내륜(112)과의 사이에 어느 정도의 접촉력(接觸力)을 유지하면서 선회 운동한다. 자전 방지판(109)은 자전 방지 핀(110)이 자전 방지판(109)의 2군데 이상에 있기 때문에, 선회 운동은 하지만 회전할 수는 없다. 자전 방지판(109)이 선회축 한쪽끝(104b)에 고착하고 있기 때문에, 선회축(104)은 자전이 방지되어서 선회 운동한다. 또한, 선회 스크롤(10)은 선회 구동부(104a)에 상대회전(相對回轉)하지 않는 상태로 끼워 맞춰져 있기 때문에, 자전이 방지되어서 선회 운동한다.
Since there is a relationship between the outer diameter d1 of the
그런데 선회 스크롤(10)은 질량이 있기 때문에, 선회 운동하면 축에 직각인 방향으로 원심력이 발생한다. 전체의 원심력은 밸런서(balancer)(47)에 의해 소멸된다. 그러나 상기 원심력은 축(軸)으로 선회 스크롤을 반경 방향으로 변위 시키려고 하는 하중이 된다. 이 하중은 선회 구동부(104a)를 휘게 하려는 하중이 된다. 선회 구동부(104a)는 선회 베어링(103)을 지점(支點)으로서, 합성 하중(合性 荷重)의 방향으로 휜다. 그 결과, 선회 스크롤(10)도 합성 하중의 방향으로 기울면서 변위 하게 된다. 이 때문에, 선회 스크롤 랩(10a) 및 (10b)는 제1고정 스크롤 랩(1a) 및 제2고정 스크롤 랩(2a)으로 근접한다. 랩(wrap) 끼리 지나치게 다가가면, 누출(leakage)을 적게 억제하기 위해서 원래 작게 설정되어 있던 랩 간의 틈이 0이 되어, 접동(摺動)을 시작한다. 그러면 랩에 접동 손실이 발생한다. 또한, 스크롤 유체기계에는 진동 소음이 발생한다. 게다가 랩의 마모가 진행하거나, 랩 끼리 탄 흔적이 발생하거나 한다. 즉, 스크롤 유체기계의 성능과 신뢰성이 함께 손상된다.
However, since the swinging
그러나 본 발명에 의하면, 자전 방지 핀(110)이 자전 방지 베어링 내륜(112)에 접하고 있기 때문에, 선회축 한쪽끝(104b)은 자전 방지 핀(110)과 자전 방지 베어링 내륜(112)으로 결정되는 선회 반경 이상으로 변위 할 수 없다. 따라서 선회 스크롤(10)이 고속회전하고, 원심력이 증대해서 선회 구동부(104a)를 휘게 하려는 하중이 커져도, 선회 구동부(104a)의 휨이 방지된다. 따라서 랩 끼리는 접촉하지 않는다. 따라서 본 발명의 스크롤 유체기계는 커다란 선회 스크롤을 가지고 있어도 종래보다도 고속인 회전을 실현할 수 있다.
However, according to the present invention, since the
도 3은 제1실시예의 변형예를 도시하는 부분 단면도이다. 도 3에 도시하듯이 자전 방지 가이드로서 자전 방지 베어링(안내 기구)(111) 대신에 자전 방지 접동 부재(안내 기구)(115)를 이용하고 있다. 자전 방지판(109), 자전 방지 핀(110) 및 자전 방지 접동 부재(안내 기구)(115)에 의해 자전 방지 수단이 구성되어 있다. 자전 방지 접동 부재(안내 기구)(115)는 수지 등의 자기윤활성 부품으로 만들어져 있다. 자전 방지 핀(110)이 자전 방지 접동 부재(안내 기구)(115)의 내면에 내접하면서 가이드 되어서 선회 운동하기 때문에, 선회축(104) 및 선회 스크롤(10)의 자전이 방지되는 동시에, 선회축 한쪽끝(104b)은 자전 방지 핀(110)과 자전 방지 접동 부재(안내 기구)(115)로 결정되는 선회 반경 이상으로 변위 할 수 없다.
3 is a partial sectional view showing a modification of the first embodiment. As shown in FIG. 3, the anti-rotation sliding member (guide mechanism) 115 is used instead of the anti-rotation bearing (guide mechanism) 111 as the anti-rotation guide. The anti-rotation means is comprised by the
이렇게 하면 자전 방지 핀(110)과 자전 방지 접동 부재(안내 기구)(115)가 접하기 때문에, 선회 스크롤의 자전은 확실하게 방지된다. 또한, 선회 스크롤(10)의 원심력이 선회 구동부(104a)에 작용해도, 선회축 한쪽끝(104b)은 자전 방지 핀(110)과 자전 방지 접동 부재(안내 기구)(115)가 접한 후에는 휘지 않는다. 그것에 의해, 랩 끼리의 접촉은 방지할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 스크롤 유체기계는 커다란 선회 스크롤을 가지고 있어도 종래보다도 고속으로 고정밀도한 선회 운동을 할 수 있다.
In this case, since the
도 4는 제1실시예의 다른 변형예를 도시한다. 도 4는 제1실시예를 진공 펌프에 적용한 경우, 회전축 뒷단(102a)에 팬(fan)(31)을 마련해서 냉각 하는 예를 도시한다. 베어링 반(Bearing盤)(35)에는 관통된 통기구(通氣口)(36)가 마련되어져 있다. 케이싱(100)의 측면에는 스테이터(105)보다도 제1고정 스크롤(1)에 가까운 쪽에 배기구(34)가 마련되어져 있다. 선회축(104)에는 관통된 선회축 통기로(旋回軸 通氣路) (32)가 마련되어져 있다. 케이싱(100)의 밑판(100a)에는 구멍이 뚫려 있고, 필터(30)가 달려있다. 회전축(102)과 함께 팬(31)이 회전하면, 필터(30)를 통해서 외부에서 공기가 들어온다. 필터(30)로 들어간 공기가, 통기구(通氣口)(36)를 통해서 케이싱(100)안의 모터부 공간(33)을 통풍하고, 배기구(34)에서 외부로 배출된다. 이 사이에, 회전 베어링(101)이나 스테이터(105)가 냉각되어, 과잉 하게 온도 상승하는 것이 방지된다. 또한, 필터(30)로 들어간 공기는 팬(31)을 나와, 선회축 통기로 (32)를 통해서 토출실(114)로 유입되고, 제1작동실(21), 제2작동실(22)에서 배출되는 공기와 함께 토출구(108)에서 외부로 배출된다. 이 사이에, 선회 베어링(101)이나 선회 스크롤(10)의 중앙부가 냉각되어, 과잉 하게 온도 상승하는 것이 방지된다.
4 shows another modification of the first embodiment. 4 shows an example in which a
도 4에는 또한, 본 발명의 제1실시예를 진공 펌프에 적용한 경우, 작동실 쪽과 케이싱 쪽의 공간을 씰(Seal) 하는 씰 부품을 마련한 예를 도시한다. 링 형상의 내면 씰(42)은 제1고정 스크롤 관통구(1c)를 둘러싸듯 달려있다. 씰판(40)은 내면 씰(42)에 접촉하도록 해서 선회축(104)에 달려있다. 씰 커버(41)는 씰판(40)에 향하는 케이싱 쪽에 달려있다. 링 형상의 바깥면 씰(43)은 씰 커버(41)에 달려 있고, 씰판(40)과 접촉하고 있다. 이 구성에 의해, 제1고정 스크롤 관통구(1c)를 사이에 끼고, 작동실 쪽의 공간과 케이싱 쪽의 공간은 2겹으로 씰 된다. 따라서 작동실을 나온 기체가 케이싱 내로 새어 들어가는 것을 확실하게 방지한다. 또한, 배출되는 기체는 토출 커버(113)에 의해 외기(外氣)와 차단되고, 토출구(108)에 접속된 도시(圖示) 않된 외부 배관을 통해서 배기 된다. 따라서 유독성 가스나 부식성 기체가 작동실로 유입해도, 외기(外氣)로 새어 나올 일이 없다.
FIG. 4 also shows an example in which a seal component is provided to seal the space between the operating chamber side and the casing side when the first embodiment of the present invention is applied to a vacuum pump. The ring shaped
[2] 제2실시예[2]
도 5는 제2실시예를 도시한다. 도 6은 도 5의 A-A단면도이다. 제1실시예와 동일한 부품은 동일한 기호와 명칭을 사용하고, 설명을 생략한다. 토출 커버(113)는 제2 고정 스크롤(2)의 경판 바깥면에 달려있다. 밸런스 베어링(안내 기구)(51)은 토출 커버(113)의 내부에 달려있다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외주면은 밸런스 베어링 내륜(52)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외경을 d2, 밸런스 베어링 내륜(52)의 내경을 D2, 본 스크롤 유체기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d2, D2, ε, δ의 사이에는 다음 관계가 있도록 설정한다. 5 shows a second embodiment. 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. The same components as those in the first embodiment use the same symbols and names, and descriptions thereof are omitted. The
2ε-δ≤D2-d2≤2ε+δ (수식 2)2ε-δ≤D2-d2≤2ε + δ (Equation 2)
이렇게 D1-d1의 값을 설정하면, 선회축 한쪽끝(104b)은 밸런스 베어링 내륜 (52)에 거의 접하는 상태를 유지한다. 또한, 선회축 한쪽끝(104b)이 강한 힘으로 안쪽으로 구부려지는 일도 없다. 따라서 소음이 발생하지 않고, 기계 손실은 작아진다. 선회축 한쪽끝(104b)은 선회 스크롤(10)의 원심력이 선회 구동부 (104a)에 작용해도, 밸런스 베어링(안내 기구)(51)의 베어링 내부 틈이 0이 되면 그 이상은 휘지 않는다. 그것에 의해 스크롤 랩의 접촉을 방지할 수 있다. 따라서 스크롤 유체기계는 커다란 선회 스크롤을 가지고 있어도 종래보다도 고속회전이 가능해 진다.When the value of D1-d1 is set in this way, the one
자전 방지판(60)은 선회축 다른쪽끝(104c)에 고착되어 있다. 자전 방지 핀(61)은 자전 방지판(60)의 2군데 이상에 매설되어 있다. 자전 방지 베어링(62)은 케이싱(100)의 밑판(100a)에 달려있다. 자전 방지 핀(61)은 자전 방지 베어링 내륜(63)에 내접하면서 선회 운동한다. 자전 방지 핀(61)의 외경을 d3, 자전 방지 베어링 내륜(63)의 내경을 D3, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축 (104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d3, D3, ε, δ의 사이에는 다음 관계가 있도록 설정한다. The
2ε-δ≤D3-d3≤2ε+δ (수식 3)2ε-δ≤D3-d3≤2ε + δ (Equation 3)
이렇게 D1-d1의 값을 설정하면, 자전 방지 핀(61)은 자전 방지 베어링 내륜(63)에 거의 접하는 상태를 유지한다. 따라서 선회 스크롤(10)의 자전은 확실하게 방지된다. 또한, 선회축 다른쪽끝(104c)이 강한 힘으로 안쪽으로 구부려지는 일도 없다. 따라서 소음이 발생하지 않고, 기계 손실은 작아진다.
When the value of D1-d1 is set in this way, the
도 7은 제2실시예의 변형예를 도시한다. 도 7에 도시 하듯이 선회축 한쪽끝(104b)은 축 방향에 곡면을 가지는 항아리 형상을 하고 있다. 이렇게 하면 선회축 한쪽끝(104b)은 밸런스 베어링 내륜(52)과 한쪽면만 닿는 접촉 (Misaligned contact, 균일하게 받아야할 하중을 아주 적은 면적으로 받는것)이 없다. 따라서 선회축 한쪽끝(104b)과 밸런스 베어링 내륜(52)이 접촉하는 면에는 깍이는 일이나 마모가 잘 발생하지 않는다. 따라서 스크롤 유체기계의 신뢰성은 높아진다. 또한, 자전 방지 접동 부재(64)는 자전 방지판(60)에 설치된 자전 방지 핀(61)의 가이드(guide)로서 사용되고 있다. 자전 방지 접동 부재(64)는 수지 등의 자기윤활성 부재(部材)로 만들어져 있다. 자전 방지 접동 부재(64)는 내마모성 표면 처리한 금속부재로 만들어도 좋다.
7 shows a modification of the second embodiment. As shown in FIG. 7, one
[3] 제3실시예[3] Third Embodiment
도 8은 제3실시예를 도시한다. 커버(70)는 제2고정 스크롤(2)의 중앙부 바깥면을 밀폐하고, 작동실 쪽과 대기 쪽을 차단하고 있다. 또한, 토출구(71)는 케이싱(100) 외주의 스테이터(105)보다 밑쪽에 마련되어져 있다. 유체(流體)는 흡입구(107)에서 유입하고, 제1작동실(21), 제2작동실(22)에서 압축되어, 제1고정 스크롤 관통구(1c)에서 케이싱(100)안으로 들어가고, 케이싱(100)의 내부를 통과해서 토출구(71)에서 외부로 토출된다. 이 구조에 의하면 토출 커버(113) 대신에 간단한 커버(70)로 해결된다. 따라서 스크롤 유체기계의 가공 부품을 하나 줄이고, 비용을 싸게 할 수 있다. 또한, 돌기가 없어지므로 전체길이을 짧게 할 수 있고, 작동 유체의 이동으로 케이싱 안을 냉각할 수 있다.
8 shows a third embodiment. The
[4] 제4실시예[4] fourth embodiment
도 9는 제4실시예를 도시한다. 도 9에 나타내는 유체기계는 선회축(104)의 양단에 스크롤을 가지는 트윈형(twin型)의 스크롤 유체기계이다. 케이싱(100)의 오른쪽에, 제1고정 스크롤(1)의 랩반대면이 고착되어 있다. 제1고정 스크롤(1)에 포개서, 제1선회 스크롤(11)이 설치되어 있다. 제1선회 스크롤(11)에 포개서 제2고정 스크롤(2)이 설치되어, 제1고정 스크롤(1)에 고착되어 있다. 제1고정 스크롤(1), 제1선회 스크롤(11) 및 제2고정 스크롤(2)은 선회축 한쪽끝쪽 작동부를 구성하고 있다. 제1고정 스크롤 랩(1a)과 제1선회 스크롤 랩(11a)을 조합해서 1쌍의 제1작동실(21)을 구성하고 있다. 제1선회 스크롤 랩(11b)과 제2고정 스크롤 랩(2a)을 조합해서 1쌍의 제2작동실(22)을 구성하고 있다. 제1선회 경판 연통구(11c)가 제1선회 스크롤(11)의 경판 중앙부에 마련되어져 있다. 그것에 의해 제1작동실(21)은 제1선회 경판 연통구(11c)를 통해서 제2작동실(22)로 합류한다. 그 결과, 유체는 제1흡입구(107a)에서 흡입되어, 제1흡입실(131)을 경유해서 압축되어, 작동실(22)쪽으로 합류하고, 제2고정 스크롤 관통구(2c)를 통해서 제1토출 커버(113a) 안의 제1토출실(114a)로 유입하고, 제1토출구(108a)에서 외부로 토출된다.
9 shows a fourth embodiment. The fluid machine shown in FIG. 9 is a twin scroll fluid machine having scrolls at both ends of the
케이싱(100)의 왼쪽에, 제3고정 스크롤(3)의 랩 반대면 (wrap 反對面)이 고착되어 있다. 제3고정 스크롤(3)에 포개서, 제2선회 스크롤(12)이 설치되어 있다. 제2선회 스크롤(12)에 포개서 제4고정 스크롤(4)이 설치되어, 제3고정 스크롤(3)에 고착(固着)되어 있다. 제3고정 스크롤(3), 제2선회 스크롤(12) 및 제4고정 스크롤(4)은 선회축 다른쪽 끝쪽 작동부를 구성하고 있다. 제3고정 스크롤 랩(3a)과 제2선회 스크롤 랩(12a)을 조합해서 1쌍의 제3작동실(23)을 구성하고 있다. 제2선회 스크롤 랩(12b)과 제4고정 스크롤 랩(4a)을 조합해서 1쌍의 제4작동실(24)을 구성하고 있다. 회전축(102)이 회전하고, 선회축(104)이 자전이 방지되어서 편심(偏心) 구동된다. 선회축(104)의 일부인 제2선회 구동부(104d)는 선회 스크롤(12)을 선회 구동한다. 작동 유체는 제3작동실(23) 및 제4작동실(24)의 외주 쪽에서 내주 쪽으로 이동하고, 용적이 감소하여 압축된다. 제2선회 경판 연통구(12c)가 제2선회 스크롤(12)의 경판 중앙부에 마련되어져 있다. 그것에 의하여, 제3작동실(23)은 제2선회 경판 연통구(12c)를 통해서 제4작동실(24)로 합류한다. 그 결과, 제2흡입구(107b)에서 흡입된 작동 유체는 제2흡입실(132)을 경유해서 압축되어, 제4고정 스크롤 관통구(4c)를 통하고, 제2토출 커버(113b) 내의 제2토출실(114b)로 유입하고, 제2토출구(108b)에서 외부로 토출된다.
On the left side of the
케이싱(100)에는 2군데에 회전 베어링(101)의 외륜이 설치되어 있다. 회전 베어링(101)의 내륜에는 회전축(102)이 끼워 맞춰져 있다. 회전축(102)에는 전체의 원심력 밸런스를 잡기 위한 밸런서(47)가 2군데에 달려있다. 케이싱(100)에는 모터의 스테이터(105)가 고착되어, 회전축(102)에는 모터 (motor)의 로터(106)가 고착되어 있다. 또한, 회전축(102)에는 전체의 원심력 밸런스를 잡기 위한 밸런서(47)가 달려있다. 회전축(102)에는 회전 중심에서 편심한 위치의 양단에 베어링 하우징이 마련되어져, 그 베어링 하우징에 선회 베어링(103)의 외륜이 설치되어 있다. 선회 베어링(103)의 내륜에는 선회축(104)이 끼워 맞춰져 있다. 선회축(104)은 제1고정 스크롤 관통구(1c)를 관통하고 있다. 제1선회 스크롤(11)의 중심으로는 구멍이 마련되어져 있다. 그 구멍은 선회 구동부(104a)에 상대회전하지 않는 상태로 끼워 맞춰져 있다. 선회축 한쪽끝(104b)은 제2고정 스크롤 관통구(2c)를 관통하여, 바깥쪽까지 연장되어 있다. 자전 방지판(109)은 선회축 한쪽끝(104b)에 고착되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 자전 방지 핀(110)은 자전 방지판(109)의 내면 쪽의 3군데에 매설(埋設)되어 있다. 자전 방지 베어링(안내 기구)(111)은 제2고정 스크롤(2)의 겉쪽에 설치되어 있다. 자전 방지 핀(110)은 자전 방지 베어링 내륜(112)에 접하는 상태로 조합되어 있다. 자전 방지 핀(110)의 외경을 d1, 자전 방지 베어링 내륜(112)의 내경을 D1, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d1, D1, ε, δ에는 수식 1의 관계가 있도록 설정한다.
The outer ring of the
선회축(104)은 제3고정 스크롤 관통구(3c)를 관통하고 있다. 제2선회 스크롤(12)의 중심에는 구멍이 마련되어져 있다. 그 구멍은 제2선회 구동부(104d)에 상대회전하지 않는 상태로 끼워 맞춰져 있다. 선회축 다른쪽끝(104c)은 제4고정 스크롤 관통구(4c)를 관통하여, 바깥쪽까지 연장되어 있다. 베어링 블록(50)은 제4고정 스크롤(4)의 경판 바깥면에 달려있다. 밸런스 베어링(안내 기구)(51)은 베어링 블록(50)의 내부에 달려있다. 선회축 다른쪽끝(104c)의 외주면은 밸런스 베어링 내륜(52)에 내접(內接)하면서 선회 운동한다. 선회축 다른쪽끝(104c)의 외경을 d2, 밸런스 베어링 내륜(52)의 내경을 D2, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d2, D2, ε, δ에는 수식 2의 관계가 있도록 설정한다.
The
본 실시예에서는 이상과 같이 1쌍의 스크롤부를 케이싱(100)의 한 쪽에 마련하고, 또 1쌍의 스크롤부를 케이싱(100)의 반대쪽에도 마련했다. 따라서 본 실시예에서는 케이싱(100)의 한 쪽에 스크롤부를 1쌍 마련한 유체기계의 2배의 유량을 낼 수 있다. 자전 방지 기구가 선회축(104)의 오른쪽의 선회축 한쪽끝(104b)에 마련되어져 있다. 또한, 자전 방지 핀(110)의 외경과 자전 방지 베어링 내륜(112)의 내경과의 사이에는 수식 1의 관계가 있다. 따라서 선회축(104)의 자전은 확실하게 방지된다. 또한, 원심력에 의한 선회축 한쪽끝(104b)의 휨이 방지된다. 선회축 다른쪽끝(104c)의 외주면은 밸런스 베어링 내륜(52)에 내접하면서 선회 운동한다. 또한, 선회축 다른쪽끝(104c)과 밸런스 베어링 내륜 (52)의 사이에는 수식 2의 관계가 있다. 따라서 원심력에 의한 선회축 다른쪽끝(104c)의 휨이 방지된다.
In the present embodiment, as described above, a pair of scroll parts are provided on one side of the
[5] 제5실시예[5] Fifth Embodiment
도 10은 제5실시예를 도시한다. 구동부의 구조는 제4실시예와 같다. 제4실시예와 동일한 부품은 동일한 기호와 명칭을 이용하고, 설명을 생략한다. 본 실시예가 제4실시예와 다른 점에 대해서 말한다. 선회축 한쪽끝(104b)은 제2고정 스크롤 관통구(貫通口)(2c)를 관통하여, 바깥쪽까지 연장되어 있다. 제1토출 커버(113a)가 제2고정 스크롤(2)의 경판 바깥면에 달려있다. 제1밸런스 베어링(안내 기구) (51a)가 제1토출 커버(113a)의 내부에 달려있다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외주면은 제1밸런스 베어링 내륜(52a)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외경을 d2, 제1밸런스 베어링 내륜(52a)의 내경을 D2, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d2, D2, ε, δ에는 수식 2의 관계가 되게 설정한다.
10 shows a fifth embodiment. The structure of the drive portion is the same as in the fourth embodiment. The same components as those in the fourth embodiment use the same symbols and names, and descriptions thereof are omitted. This embodiment is different from the fourth embodiment. One end of the
제2토출 커버(113b)가 제4고정 스크롤(4)의 경판 바깥면에 달려있다. 제2밸런스 베어링(안내 기구) (51b)가 제2토출 커버(113b)의 내부에 달려있다. 선회축 다른쪽끝(104c)의 외주면은 제2밸런스 베어링 내륜(52b)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 다른쪽끝(104c)의 외경을 d2, 제2밸런스 베어링 내륜(52b)의 내경을 D2, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d2, D2, ε, δ에는 수식 2의 관계가 되게 설정한다.
The
선회 베어링(103)의 오른쪽과 제1고정 스크롤(1)의 경판의 사이에 자전 방지판(60)이 상대적으로 회전하지 않도록 달려있다. 자전 방지 핀(61)이 자전 방지판의 외주부의 3군데에 매설되어 있다. 자전 방지 베어링(62)이 제1고정 스크롤(1)의 경판에 설치되어 있다. 자전 방지 핀(61)은 자전 방지 베어링 내륜 (63)에 내접하면서 선회 운동한다. 자전 방지 핀(61)의 외경을 d3, 자전 방지 베어링 내륜(63)의 내경을 D3, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d3, D3, ε, δ에는 수식 3의 관계가 있도록 설정한다.
The
본 실시예에서는 이상과 같이 케이싱(100)의 한 쪽에 1쌍의 스크롤부를 마련하고, 케이싱(100)의 다른쪽에도 1쌍의 스크롤부를 마련하고 있다. 따라서 본 실시예는 본 발명의 제4실시예와 같이 케이싱(100)의 한 쪽에 스크롤부를 1쌍 마련한 유체기계의 2배의 유량을 낼 수 있다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외주면은 제1밸런스 베어링 내륜(52a)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 한 끝(104b)과 제1밸런스 베어링 내륜(52a)의 사이에는 수식 2의 관계가 있다. 따라서 원심력에 의한 선회축 한쪽끝(104b)의 휨이 방지된다. 또한, 선회축 다른쪽끝(104c)의 외주면은 제2밸런스 베어링 내륜(52b)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 다른쪽끝(104c)과 제2밸런스 베어링 내륜(52b)의 사이에도 수식 2의 관계가 있다. 따라서 원심력에 의한 선회축 다른쪽끝(104c)의 휨이 방지된다.
In the present embodiment, as described above, one pair of scroll sections is provided on one side of the
[6] 제6실시예[6] Sixth embodiment
도 11은 제6실시예를 도시한다. 제2고정 스크롤(2)의 중앙부 바깥면을 제1커버(70a)로 뚜껑을 덮고, 작동실쪽과 대기쪽을 차단하고 있다. 또한, 제4고정 스크롤(4)의 중앙부 바깥면을 제2커버(70b)로 뚜껑을 덮고, 작동실쪽과 대기쪽을 차단하고 있다. 게다가, 토출구(71)가 케이싱(100)의 측면의 일부에 마련되어져 있다. 제1작동실(21) 및 제2작동실(22)을 나온 유체는 제1고정 스크롤 관통구(1c)에서 케이싱(100)안으로 들어온다. 제3작동실(23) 및 제4작동실(24)을 나온 유체는 제3관통구(3c)에서 케이싱(100)안으로 들어온다. 케이싱(100)안에 들어온 유체는 케이싱(100)의 내부를 통과해서 토출구(71)에서 외부로 토출된다. 이 구조에서는 도11에 도시된 바와 같이 간단한 제1커버(70a), 제2커버(70b)로 끝나기 때문에, 도10에 도시된 것과 같은 제1토출 커버(113a), 제2토출 커버(113b)를 사용하지 않아도 된다. 따라서 이 구조에서는 가공 부품을 2개 줄일 수 있고, 비용을 싸게 할 수 있고, 돌기가 없어지므로 전체길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 압축된 작동 유체로 케이싱 내부를 냉각할 수 있다.
11 shows a sixth embodiment. The outer surface of the center portion of the second
[7] 제7실시예[7] Seventh embodiment
도 12는 제7실시예를 도시한다. 도 12는 선회 구동부(104a)에 2쌍의 스크롤부를 가지는 유체기계를 도시한다. 제1실시예와 동일한 부품은 동일한 기호와 명칭을 이용하고, 설명을 생략한다. 제1고정 스크롤(1)의 랩반대면이 케이싱(100)에 고착되어 있다. 제1선회 스크롤(11)이 제1고정 스크롤(1)에 포개서 설치되어 있다. 제3고정 스크롤(3)이 제1선회 스크롤(11)에 포개서 설치되어, 제1고정 스크롤(1)에 고착되어 있다. 제2선회 스크롤(12)이 제3고정 스크롤(3)에 포개서 설치되어 있다. 제2고정 스크롤(2)이 제2선회 스크롤(12)에 포개서 설치되어, 제3고정 스크롤(3)과 함께 제1고정 스크롤(1)에 고착되어 있다. 제1고정 스크롤(1), 제1선회 스크롤(11), 제3고정 스크롤(3), 제2선회 스크롤(12) 및 제2고정 스크롤(2)은 작동부를 구성하고 있다. 1쌍의 제1작동실 (21)이 제1고정 스크롤 랩(1a)과 제1선회 스크롤 랩(11a)의 조합에 의해 구성된다. 1쌍의 제2작동실(22)이 제1선회 스크롤 랩(11b)과 제3고정 스크롤 랩(3a)의 조합에 의해 구성된다. 1쌍의 제3작동실(23)이 제3고정 스크롤 랩(3b)과 제2선회 스크롤 랩(12a)의 조합에 의해 구성된다. 1쌍의 제4작동실(24)이 제2선회 스크롤 랩(12b)과 제2고정 스크롤 랩(2a)의 조합에 의해 구성된다. 제3고정 스크롤 흡입 연통구(3d)가 제3고정 스크롤(3)에 마련되어져 있기 때문에, 제1흡입실 (131) 및 제2흡입실(132)은 연통되어 있다. 제1선회 경판 연통구(11c)가 제1선회 스크롤(11)의 경판 중앙부에 마련되어져 있다. 그것에 의해 제1작동실(21)은 제1선회 경판 연통구(11c)를 통해서 제2작동실(22)로 합류한다. 제2선회 경판 연통구(12c)가 제2선회 스크롤(12)의 경판 중앙부에 마련되어져 있다. 그것에 의해 제3작동실(23)은 제2선회 경판 연통구(12c)를 통해서 제4작동실(24)로 합류한다. 따라서 유체는 흡입구(107)에서 모든 작동실로 흡입되어, 토출구(108)에서 외부로 토출된다.12 shows a seventh embodiment. 12 shows a fluid machine having two pairs of scroll portions in the
선회축(104)은 제1고정 스크롤 관통구(1c)를 관통하고 있다. 제1선회 스크롤(11)의 중심에는 구멍이 마련되어져 있다. 그 구멍은 선회 구동부(104a)에 상대회전하지 않는 상태로 끼워 맞춰져 있다. 선회축(104)은 제3고정 스크롤 관통구(3c)를 관통하고 있다. 제2선회 스크롤(12)의 중심에도 구멍이 마련되어 있다. 그 구멍은 선회 구동부(104a)에 상대회전하지 않는 상태로 끼워 맞춰져 있다. 선회축 한쪽끝(104b)은 제2고정 스크롤 관통구(2c)를 관통하여, 바깥쪽까지 연장되어 있다. 토출 커버(113)가 제2고정 스크롤(2)의 경판 바깥면에 달려있다. 밸런스 베어링(안내 기구)(51)이 베어링 토출 커버(113)의 내부에 달려있다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외주면은 밸런스 베어링 내륜(52)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외경을 d2, 밸런스 베어링 내륜(52)의 내경을 D2, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d2, D2, ε, δ의 사이에는 수식 2 관계가 있도록 설정한다. 제2실시예와 같은 자전 방지 기구가 선회축 다른쪽끝(104c)에 갖추어져 있다. 밑판(100a)에는 자전 방지 베어링(62)이 장착되어 있다. 자전 방지 핀(61)은 자전 방지 베어링 내륜(63)에 거의 접하는 상태를 유지한다. 따라서 선회축(104)의 자전은 확실하게 방지된다.
The
본 실시예에 의하면 선회축 한쪽끝(104b)과 밸런스 베어링 내륜(52)은 거의 접하는 상태를 유지한다. 그것에 의해 제1선회 스크롤(11) 및 제2선회 스크롤(12)의 원심력이 선회 구동부(104a)에 작용해도 선회축 한쪽끝(104b)은 밸런스 베어링 내륜(52)의 베어링 내부 틈이 0이 되면 그 이상은 휘지 않는다. 따라서 랩 끼리의 접촉은 방지된다. 또한, 스크롤 유체기계가 커다란 선회 스크롤을 가지고 있어도 종래보다도 고속으로 회전할 수 있다. 또한, 케이싱(100)의 한 쪽에 스크롤부를 1쌍 마련한 유체기계의 2배의 유량을 낼 수 있다.
According to the present embodiment, the pivot shaft one
도 13 및 도 14는 제7실시예에 있어서, 흡입, 토출의 위상(位相)을 비켜 놓은(Shift한) 예를 나타내고 있다. 스크롤 유체기계는 장착할 때의 랩의 회전 방향 위치를 바꾸는 것에 의해, 선회축의 편심방향에 대한 흡입, 토출의 위상을 바꿀 수 있다. 도 14에 도시하듯이, 제1고정 스크롤 랩(1a)과 제1선회 스크롤 랩(11a), 제3고정 스크롤 랩(3a)과 제1선회 스크롤 랩(11b), 제3고정 스크롤 랩(3b)과 제2선회 스크롤 랩(12a), 제2고정 스크롤 랩(2a)과 제2선회 스크롤 랩(12b)의 조합은 각각 랩(Wrap)의 위상이 90도씩 회전하고 있다. 따라서 제1선회 스크롤 랩(11a), 제1선회 스크롤 랩(11b), 제2선회 스크롤 랩(12a), 제2선회 스크롤 랩(12b)은 모두 동일(同一) 방향(도에서는 지면 오른쪽 방향)으로 편심 하고 있음에도 불구하고, 4개의 작동실의 위상은 90도씩 벗어나 있다.
13 and 14 show an example in which the phases of suction and discharge are shifted (shifted) in the seventh embodiment. The scroll fluid machine can change the phase of suction and discharge with respect to the eccentric direction of the pivot axis by changing the rotational position of the lap when mounting. As shown in Fig. 14, the first fixed scroll wrap 1a and the first
[8] 제8실시예[8] Eighth Embodiment
도 15는 제8실시예를 도시한다. 제1실시예와 동일한 부품은 동일한 기호와 명칭을 사용하고, 설명을 생략한다. 제1고정 스크롤(1)의 랩 반대면이 케이싱(100)의 오른쪽에 고착되어 있다. 제1선회 스크롤(11)이 제1고정 스크롤(1)에 포개서 설치되어 있다. 제3고정 스크롤(3)이 제1선회 스크롤(11)에 포개서 설치되어, 제1고정 스크롤(1)에 고착되어 있다. 제2선회 스크롤(12)이 제3고정 스크롤(3)에 포개서 설치되어 있다. 제2고정 스크롤(2)이 제2선회 스크롤(12)에 포개서 설치되어, 제3고정 스크롤(3)과 함께 제1고정 스크롤(1)에 고착되어 있다. 제1고정 스크롤(1), 제1선회 스크롤(11), 제3고정 스크롤(3), 제2선회 스크롤(12) 및 제2고정 스크롤(2)은 선회축 한쪽끝 쪽 작동부를 구성하고 있다. 1쌍의 제1작동실(21)이 제1고정 스크롤 랩(1a)과 제1선회 스크롤 랩(11a)의 조합에 의해 구성된다. 1쌍의 제2작동실(22)이 제1선회 스크롤 랩(11b)과 제3고정 스크롤 랩(3a)의 조합에 의해 구성된다. 제1선회 경판 연통구(11c)가 제1선회 스크롤(11)의 경판 중앙부에 마련되어져 있다. 제1작동실(21)은 제1선회 경판 연통구(11c)를 통해서 제2작동실(22)로 합류한다. 1쌍의 제3작동실(23)이 제3고정 스크롤 랩(3b)과 제2선회 스크롤 랩(12a)의 조합에 의해 구성된다. 1쌍의 제4작동실(24)이 제2선회 스크롤 랩(12b)과 제2고정 스크롤 랩(2a)의 조합에 의해 구성된다. 제2선회 경판 연통구(12c)가 제2선회 스크롤(12)의 경판 중앙부에 마련되어져 있다. 제3작동실(23)은 제2선회 경판 연통구(12c)를 통해서 제4작동실(24)로 합류한다. 제3고정 스크롤 흡입 연통구(3d)가 제3고정 스크롤(3)에 마련되어져 있기 때문에, 제1흡입실(131) 및 제2흡입실(132)은 연통하고 있다. 또한, 제3고정 스크롤 관통구(3c)가 제3고정 스크롤(3)의 중앙부에 마련되어져 있으므로, 제1흡입구(107a)에서 흡입된 유체는 작동실(21, 22, 23, 24)에서 압축되어서, 제1토출 커버(113a) 안의 토출실(114)로 집합하고, 제1토출구(108a)에서 외부로 토출된다.
15 shows an eighth embodiment. The same components as those in the first embodiment use the same symbols and names, and descriptions thereof are omitted. The opposite surface of the wrap of the first
제4고정 스크롤(4)의 랩 반대면이 케이싱(100)의 왼쪽에 고착되어 있다. 제3선회 스크롤(13)이 제4고정 스크롤(4)에 포개서 설치되어 있다. 제6고정 스크롤(6)이 제3선회 스크롤(13)에 포개서 설치되어, 제4고정 스크롤(4)에 고착되어 있다. 제4선회 스크롤(14)이 제6고정 스크롤(6)에 포개서 설치되어 있다. 제5고정 스크롤(5)이 제4선회 스크롤(14)에 포개서 설치되어, 제6고정 스크롤(6)과 함께 제4고정 스크롤(4)에 고착되어 있다. 제4고정 스크롤(4), 제3선회 스크롤(13), 제6고정 스크롤(6), 제4선회 스크롤(14) 및 제5고정 스크롤(5)은 선회축 다른쪽끝쪽 작동부를 구성하고 있다. 1쌍의 제5작동실(25)이 제4고정 스크롤 랩(4a)과 제3선회 스크롤 랩(13a)의 조합에 의해 구성된다. 1쌍의 제6작동실(26)이 제3선회 스크롤 랩(13b)과 제6고정 스크롤 랩(6a)의 조합에 의해 구성된다. 제3선회 경판 연통구(13c)가 제3선회 스크롤(13)의 경판 중앙부에 마련되어져 있다. 제5작동실(25)은 제3선회 경판 연통구(13c)를 통해서 제6작동실(26)로 합류한다. 1쌍의 제7작동실(27)이 제6고정 스크롤 랩(6b)과 제4선회 스크롤 랩(14a)의 조합에 의해 구성된다. 1쌍의 제8작동실(28)이 제4선회 스크롤 랩(14b)과 제5고정 스크롤 랩 5a의 조합에 의해 구성된다. 제4선회 경판 연통구(14c)가 제4선회 스크롤(14)의 경판 중앙부에 마련되어져 있다. 그것에 의해, 제7작동실(27)은 제4선회 경판 연통구(14c)를 통해서 제8작동실(28)로 합류한다. 제6고정 스크롤 흡입 연통구(6d)가 제6고정 스크롤(6)에 마련되어져 있기 때문에, 제3흡입실(133) 및 제4흡입실(134)은 연통(連通)하고 있다. 또한, 제6고정 스크롤 관통구(6c)가 제6고정 스크롤(6)의 중앙부에 마련되어져 있으므로, 제2흡입구(107b)에서 흡입된 유체는 작동실(25, 26, 27, 28)에서 압축되어서, 제2토출 커버(113b)에 마련되어진 제2토출구(108b)에서 외부로 토출된다.
The opposite surface of the wrap of the fourth
구동부의 구조는 제1실시예와 같다. 선회축(104)은 제1고정 스크롤 관통구(1c)를 관통하고 있다. 제1선회 스크롤(11) 및 제2선회 스크롤(12)의 중심에는 구멍이 마련되어져 있다. 그 구멍은 선회 구동부(104a)에 상대회전하지 않는 상태로 끼워 맞춰져 있다. 선회축 한쪽끝(104b)은 제2고정 스크롤 관통구(2c)를 관통하여, 바깥쪽까지 연장되어 있다. 자전 방지판(109)이 선회축 한쪽끝(104b)에 고착되어 있다. 도 2에 도시하듯이, 자전 방지 핀(110)이 자전 방지판(109)의 내면 쪽의 3군데에 매설되어 있다. 자전 방지 베어링(안내 기구)(111)이 자전 방지 가이드로서 제2고정 스크롤(2)의 겉쪽에 설치되어 있다. 자전 방지판(109), 자전 방지 핀(110) 및 자전 방지 베어링(안내 기구)(111)에 의해 자전 방지 수단이 구성되어 있다. 자전 방지 핀(110)은 자전 방지 베어링 내륜(112)에 접하는 상태로 끼워 맞추어져 있다. 자전 방지 핀(110)의 외경을 d1, 자전 방지 베어링 내륜(112)의 내경을 D1, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d1, D1, ε, δ에는 수식 1의 관계가 있도록 설정한다.
The structure of the drive portion is the same as in the first embodiment. The
선회축(104)은 제4고정 스크롤 관통구(4c)를 관통하고 있다. 제3선회 스크롤(13) 및 제4선회 스크롤(14)의 중심에는 구멍이 마련되어져 있다. 그 구멍은 제2선회 구동부(104d)에 상대 회전하지 않는 상태로 끼워 맞춰져 있다. 선회축 다른쪽끝(104c)은 제5고정 스크롤 관통구 5c를 관통하여, 바깥쪽까지 연장되어 있다. 제2토출 커버(113b)가 제5고정 스크롤(5)의 경판 바깥면에 달려있다. 밸런스 베어링(안내 기구)(51)이 제2토출 커버(113b)의 내부에 달려있다. 선회축 다른쪽끝(104c)의 외주면은 밸런스 베어링 내륜(52)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 다른쪽끝(104c)의 외경을 d2, 밸런스 베어링 내륜(52)의 내경을 D2, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d2, D2, ε, δ에는 수식 2의 관계가 있도록 설정한다.
The
본 실시예에서는 이상과 같이 구성했기 때문에, 케이싱(100)의 한 쪽에 스크롤부를 1쌍 마련한 유체기계의 4배의 유량을 낼 수 있다. 선회축(104)의 오른쪽의 선회축 한쪽끝(104b)에 마련되어져 있는 자전 방지 수단에 의해, 선회축(104)의 자전은 확실하게 방지된다. 또한, 원심력에 의한 선회축 한쪽끝(104b)의 휨이 방지된다. 선회축 다른쪽끝(104c)의 외주면은 밸런스 베어링 내륜(52)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 다른쪽끝(104c)과 밸런스 베어링 내륜(52)의 사이에는 수식 2의 관계가 있다. 따라서 원심력에 의한 선회축 다른쪽끝(104c)의 휨이 방지된다.
In this embodiment, since the configuration is as described above, four times the flow rate of the fluid machine provided with one pair of scroll units on one side of the
도 16은 제8실시예의 변형예를 도시한다. 구동부의 구조는 제8실시예와 같다. 본 실시예에 있어서, 제8실시예와 동일한 부품은 동일한 기호와 명칭을 이용하고, 설명을 생략한다. 본 실시예가 제8실시예와 다른 점에 대해서 설명한다. 선회축 한쪽끝(104b)은 제2고정 스크롤 관통구(2c)를 관통하여, 바깥쪽까지 연장되어 있다. 제1토출 커버(113a)가 제2고정 스크롤(2)의 경판 바깥면에 달려있다. 제1밸런스 베어링(안내 기구)(51a)이 제1토출 커버(113a)의 내부에 달려있다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외주면은 밸런스 베어링 내륜(52a)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외경을 d2, 밸런스 베어링 내륜(52a)의 내경을 D2, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d2, D2, ε, δ은 수식 2의 관계가 되게 설정한다. 따라서 원심력에 의한 선회축 한쪽끝(104b)의 휨이 방지된다. 선회축 다른쪽끝(104c)은 제5고정 스크롤 관통구(5c)를 관통하여, 바깥쪽까지 연장되어져 있다. 제2토출 커버(113b)가 제2고정 스크롤(2)의 경판 바깥면에 달려있다. 제2밸런스 베어링(안내 기구)(51b)이 제2토출 커버(113b)의 내부에 달려있다. 선회축 다른쪽끝(104c)의 외주면은 제2밸런스 베어링 내륜(52b)에 내접하면서 선회 운동한다. 선회축 다른쪽끝(104c)과 제2밸런스 베어링 내륜(52b)의 사이에도 수식 2의 관계가 있다. 따라서 선회축 다른쪽끝(104c)의 원심력에 의한 휨이 방지된다.
16 shows a modification of the eighth embodiment. The structure of the drive portion is the same as in the eighth embodiment. In the present embodiment, the same parts as those in the eighth embodiment use the same symbols and names, and descriptions thereof are omitted. The difference between the present embodiment and the eighth embodiment will be described. One end of the
선회 베어링(103)의 오른쪽과 제1고정 스크롤(1)의 경판의 사이에 자전 방지판(60)이 상대적으로 회전하지 않도록 달려있다. 자전 방지 핀(61)이 자전 방지판(60)의 외주부의 3군데에 매설되어 있다. 자전 방지 베어링(62)이 제1고정 스크롤(1)의 경판에 설치되어 있다. 자전 방지판(60), 자전 방지 핀(61) 및 자전 방지 베어링(62)에 의해 자전 방지 수단이 구성되어 있다. 자전 방지 핀(61)은 자전 방지 베어링 내륜(63)에 내접하면서 선회 운동한다. 자전 방지 핀(61)의 외경을 d3, 자전 방지 베어링 내륜(63)의 내경을 D3, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d3, D3, ε, δ에는 수식 3의 관계가 있도록 설정한다.
The
본 실시예에서는 이상과 같이 구성했기 때문에, 본 발명의 제8실시예와 같이 케이싱(100)의 한 쪽에 스크롤부를 1쌍 마련한 유체기계의 4배의 유량을 낼 수 있다.
In this embodiment, since the configuration is as described above, as in the eighth embodiment of the present invention, a flow rate four times as high as that of the fluid machine provided with one pair of scroll units on one side of the
[9] 제9실시예[9] Ninth Embodiment
도 17은 제9실시예를 도시한다. 제7실시예와 동일한 부품은 동일한 기호와 명칭을 이용하고, 설명을 생략한다. 제3고정 스크롤(3)은 2분할되어 있다. 제3고정 스크롤 제1경판(3e)과, 제3고정 스크롤 제2경판(3f)이 뒷면끼리 맞대고 밀착해서 일체화되어 있다. 제3고정 스크롤 제1경판(3e)과 제3고정 스크롤 제2경판(3f)의 중앙부에는 공간이 마련되어져 있다. 이 공간에는 선회 구동부(104a)에 고착한 씰판(44)이 접동가능하게 끼워져 있다. 제3고정 스크롤 제1경판(3e)에 장착되어 있는 제1씰(45)과, 제3고정 스크롤 제2경판(3f)에 장착되어 있는 제2씰(46)은 씰판(44)의 양면을 씰 하고 있다. 이 씰에 의해 제3고정 스크롤 관통구(3c)는 중간에서 차단되어 있다.
17 shows a ninth embodiment. The same components as those in the seventh embodiment use the same symbols and names, and descriptions thereof are omitted. The third
제1고정 스크롤 랩(1a), 제1선회 스크롤 랩(11a, 11b) 및 제3고정 스크롤 랩(3a)의 조합에 의한 제1작동실(21)과 제2작동실(22)은 압축기를 구성하고 있다. 또한, 제3고정 스크롤 랩(3b), 제2선회 스크롤 랩(12a, 12b) 및 제2고정 스크롤 랩(2a)의 조합에 의한 제3작동실(23)과 제4작동실(24)은 팽창기를 구성하고 있다.
The
제2고정 스크롤(2)에 마련되어진 토출 커버(113)에는 팽창기 입구(207b)가 마련해 있어, 작동 유체가 유입된다. 작동 유체는 제2고정 스크롤 관통구(2c)에서 제4작동실(24)의 중앙으로 들어가고, 제2선회 경판 연통구(12c)에서 제3작동실(23)에도 들어가고, 외주(外周)에 향해서 이동하면서 팽창한다. 이때 작동 유체는 제2선회 스크롤(12)에 선회력을 준다. 팽창기 출구(208b)가 제2고정 스크롤(2)의 외주부에 마련되어져 있다. 팽창이 끝난 작동 유체는 팽창기 출구(208b)에서 배출된다. 압축기 흡입구(207a)가 제1고정 스크롤(1)의 외주부에 마련되어져 있다. 냉각기(온수기) 121의 입구가 팽창기 출구(208b)에 접속되어, 출구가 압축기 흡입구(207a)에 접속되어 있다. 냉각기(121)로 냉각되어서 저온이 된 작동 유체는 압축기 흡입구(207a)에서 제1작동실(21)과 제2작동실(22)로 들어가고, 내주에 향해서 이동하면서 압축된다. 압축이 끝난 작동 유체는 제1선회 경판 연통구(11c)에 의해 합류하고, 제1고정 스크롤 관통구(1c)에서 케이싱(100)안으로 들어가고, 압축기 토출구(208a)에서 외부로 토출된다. 가열기(집열기)(120)의 입구가 압축기 토출구(208a)에 접속되어, 출구가 팽창기 입구(207b)에 접속되어 있다. 압축기 토출구(208a)를 나온 작동 유체는 가열기(120)로 가열되어서 고온이 되어, 팽창기 입구(207b)에서 팽창기로 유입된다. 이 행정에 있어서, 팽창기의 일량은 압축기의 동력보다도 커지고, 팽창기는 압축기을 구동한다. 팽창기는 더욱 선회 구동부(104a)를 구동하고, 선회축(104)을 편심구동한다. 선회축(104)은 회전축(102)을 회전시킨다. 회전축(102)은 장착된 로터(105)를 회전시켜서 스테이터(106)의 코일에 기전력(起電力)을 발생시킨다. 그 결과, 코일로부터 전력을 얻을 수 있다. 즉 본 유체 기계는 발전기가 된다.
The
일반적으로는 팽창기로 압축기를 구동할 경우, 회전력으로 동력을 전달 하므로 각각의 구동축을 지지하는 베어링에 손실이 발생한다. 그러나 본 실시예의 경우, 팽창기와 압축기는 동일한 선회 구동부(104a)에 장착되어 있으므로, 동력은 하중으로서 전달되어, 팽창기와 압축기 사이에는 손실이 전혀 발생하지 않는다. 한편, 작동 유체는 공기나 질소 또는 헬륨 등과 같이 상온에서 액화하지 않는 안정된 기체가 바람직하다.
In general, when driving a compressor with an expander, the power is transmitted by the rotational force, so a loss occurs in the bearings supporting the respective drive shafts. However, in the present embodiment, since the expander and the compressor are mounted on the
[10] 제10실시예[10] Tenth Embodiment
도 18은 제10실시예를 도시한다. 본 실시예는 제9실시예와 같은 스크롤 유체기계에 있어서, 4쌍의 작동실 가운데 2쌍을 팽창기로 사용하고, 다른 2쌍을 블로워로 사용하여, 연료전지 시스템에 응용한 예를 나타내고 있다.
18 shows a tenth embodiment. This embodiment shows an example in which a scroll fluid machine similar to the ninth embodiment is applied to a fuel cell system using two pairs of four pairs of operating chambers as an expander and two other pairs as blowers.
블로워 흡입구(307)가 제1고정 스크롤(1)의 외주부에 마련되어져 있다. 공기는 블로워 흡입구(307)에서 제1작동실(21)과 제2작동실(22)로 들어가고, 내주를 향해서 이동하면서 압축된다. 압축이 끝난 공기는 제1고정 스크롤 관통구(1c)에서 케이싱(100)안에 들어오고, 블로워 토출구(308)에서 외부로 토출된다. 팽창기 입구(207b)가 제2고정 스크롤(2)의 중앙에 마련되어져 있다. 연료전지(122)의 입구가 블로워 토출구(308)에 접속되어, 출구가 팽창기 입구(207b)에 접속되어 있다. 연료전지(122)를 나온 배기 공기는 아직 어느 정도 고압을 유지하고 있어, 제2고정 스크롤 관통구(2c)에서 제3작동실(23)과 제4작동실(24)의 중앙으로 들어가고, 외주(外周)를 향해서 이동하면서 팽창한다. 이때 공기는 제2선회 스크롤(12)에 선회력을 준다. 팽창기 출구(208b)가 제2고정 스크롤(2)의 외주부에 마련되어져 있다. 팽창이 끝난 공기는 팽창기 출구(208b)에서 배출된다. 이 행정(行程)에서, 팽창기의 일량은 블로워의 제1선회 스크롤(11)을 구동하는 동력을 보충하게 되고, 전체의 연료전지 시스템으로서 에너지가 회생(回生) 된다.
A
도 19는 제10실시예의 변형예를 도시한다. 도 19는 도 15와 같은 구조의 스크롤 유체기계를 8쌍의 작동실 가운데 4쌍의 작동실을 팽창기로서 사용하고, 다른 4쌍의 작동실을 블로워로서 사용해서 연료전지 시스템에 응용한 예를 나타내고 있다.
19 shows a modification of the tenth embodiment. FIG. 19 shows an example in which a scroll fluid machine having the structure as shown in FIG. 15 is applied to a fuel cell system using four pairs of operating chambers as an expander among eight pairs of operating chambers and another four pairs of operating chambers as blowers. have.
블로워 흡입구(307)가 제5고정 스크롤(5)의 외주부에 마련되어져 있다. 공기는 블로워 흡입구(307)에서 제5작동실(25), 제6작동실(26), 제7작동실(27), 제8작동실(28)로 들어가고, 내주(內周)를 향해서 이동하면서 압축된다. 압축이 끝난 공기는 제5고정 스크롤 관통구(5c)를 통해 제2토출 커버(113b)에 마련되어진 블로워 토출구(308)에서 외부로 토출된다. 팽창기 입구(207b)가 제2고정 스크롤(2)에 설치된 제1토출 커버(113a)의 중앙에 마련되어져 있다. 연료전지(122)의 입구가 블로워 토출구(308)에 접속되어,출구는 팽창기 입구(207b)에 접속되어 있다. 연료전지(122)를 나온 배기 공기는 아직 어느 정도 고압을 유지하고 있어, 제2고정 스크롤 관통구(2c)에서 제4작동실(24), 제3작동실(23), 제2작동실(22), 제1작동실(21)의 중앙으로 들어가고, 외주를 향해서 이동하면서 팽창한다. 이때 공기는 제1선회 스크롤(11)과 제2선회 스크롤(12)에 선회력(旋回力)을 준다. 팽창기 출구 (208b)가 제2고정 스크롤(2)의 외주부에 마련되어져 있다. 팽창이 끝난 공기는 팽창기 출구(208b)에서 배출된다. 이 행정(行程)에서, 팽창기의 일량은 블로워의 제3선회 스크롤(13)과 제4선회 스크롤(14)을 구동하는 동력을 보충하게 되고, 연료전지 전체의 시스템으로서 에너지가 회생 된다.
A
도 20은 제9 또는 제10실시예의 변형예를 도시한다. 단열판(3g)이 제3고정 스크롤 제1경판(3e)과 제3고정 스크롤 제2경판(3f)의 사이에 끼워져 있다. 팽창기는 되도록 고온의 유체를 공급하는 것이 발생 동력이 증가한다. 한편, 압축기는 되도록 저온의 유체를 흡입하는 것이 소비 동력이 낮아진다. 그래서 가열기(120)로 가열한 되도록 고온의 유체를 팽창기 입구(207b)와 제2고정 스크롤 관통구(2c)를 통해서 작동실(23, 24)로 유입시킨다. 한편, 냉각기(121)로 충분히 냉각한 저온의 유체를 압축기 흡입구(207a)를 통해서 작동실(21, 22)로 유입시킨다. 20 shows a modification of the ninth or tenth embodiment. The
이 경우, 압축기의 제1고정 스크롤(1), 제1선회 스크롤(11), 제3고정 스크롤 랩(3a) 및 제3고정 스크롤 제1경판(3e)은 비교적 저온이 된다. 또한, 팽창기의 제2고정 스크롤(2), 제2선회 스크롤(12), 제3고정 스크롤 랩(3b) 및 제3고정 스크롤 제2경판(3f)은 비교적 고온이 된다. 그러나 압축기의 제3고정 스크롤 랩(3a)과 팽창기의 제3고정 스크롤 랩(3b)의 사이에 열전도에 의한 열 이동량이 많으면, 제3고정 스크롤 랩(3a)은 저온을 유지할 수 없고 압축기의 소비 동력이 증가하고, 제3고정 스크롤 랩(3b)은 고온을 유지할 수 없고 팽창기의 발생 동력이 저하한다. 즉 팽창기와 압축기의 동력차(動力差)로서 얻을 수 있는 발전량이 저하한다.
In this case, the first
그래서 본 실시예에서는 압축기의 제3고정 스크롤 제1경판(3e)과 팽창기의 제3고정 스크롤 제2경판(3f)의 사이에 단열판(3g)을 끼워서, 이 사이의 열전도에 의한 열 이동량을 적게 하고 있다. 이렇게 하면 팽창기와 압축기의 동력차로 얻을 수 있는 발전량이 줄지 않는다.
Thus, in this embodiment, the
[11] 제11실시예[11] Eleventh Embodiment
도 21은 제11실시예를 도시한다. 제2실시예와 동일한 부품은 동일한 기호와 명칭을 이용하고, 설명을 생략한다. 토출 커버(113)가 제2고정 스크롤(2)의 경판 바깥면에 달려있다. 밸런스 베어링(안내 기구)(51)이 토출 커버(113)의 내부에 달려있다. 회전 원통(80)이 밸런스 베어링 내륜(52)에 일체(一體)로 달려있다. 팬 축(81)이 회전 원통(80)에 일체로 달려있다. 팬(fan)(82)이 팬 축(fan軸)(81)에 달려있다. 선회축 한쪽끝(104b)의 외주면은 회전 원통(80)의 내면에 내접하면서 선회 운동한다. 따라서 회전 원통(80)은 밸런스 베어링 내륜(52)과 함께 회전하고, 팬 축(81)도 회전해서 팬(82)이 회전한다. 회전 원통(80)은 토출 커버(113)에 달린 씰 링(83)으로 내외가 씰 되어 있다. 따라서 압축기라면, 유체는 흡입구(107)에서 흡입되어, 제1작동실(21), 제2작동실(22)로 압축되어, 제1고정 스크롤 관통구(1c)를 통해서 케이싱(100)안으로 유입하고, 토출구(108)에서 외부로 토출된다. 팬(82)이 회전하면, 외기(外氣)는 흡기구(吸氣口)(84)에서 받아들여, 제2고정 스크롤(2)의 바깥면으로 불어내서, 제2고정 스크롤(2)을 냉각한 후, 배기구(85)로 배출된다. 이 구성에 의하면, 팬(82)은 예를 들면 전동기(電動機)와 같은 특별한 구동장치 없이 선회축(104)의 선회 운동에 의해 회전하고, 제2고정 스크롤(2)의 냉각을 할 수 있다. 따라서 스크롤 유체기계의 부품 수가 줄어들어, 비용을 줄일 수 있다.
21 shows an eleventh embodiment. The same components as those in the second embodiment use the same symbols and names, and descriptions thereof are omitted. The
도 22 내지 도 24는 모든 실시예에 있어서의, 선회 스크롤을 선회 구동부(104a) 또는 제2선회 구동부(104d)에 다는(설치하는) 방법에 대해서 도시한다. 선회 구동부(104a) 및 제2선회 구동부(104d)의 단면은 비원형(非圓形)을 하고 있다. 선회 구동부(104a) 및 제2선회 구동부(104d)와 끼워 맞추는 선회 스크롤(10) 및 제1내지 제4의 선회 스크롤(11, 12, 13, 14)의 중심에 열린 구멍도 같은 비원형을 하고 있다. 선회 구동부의 단면 및 선회 스크롤의 구멍은 도 22의 예에서는 삼각형 곡면의 형상을, 도 23의 예에서는 일부에 평면 컷을 가지는 원형의 형상을, 도 24의 예에서는 사각형의 형상을 하고 있다. 끼워맞춤(fit)을 이러한 형상으로 했으므로, 선회 구동부(104a), 제2선회 구동부(104d)와 선회 스크롤은 상대적으로 회전하지 않는다. 따라서 선회축(104)의 자전이 방지되면 선회 스크롤(10, 11, 12, 13, 14)의 자전도 방지된다.
22 to 24 show a method of attaching (installing) the swing scroll to the
또한 선회 구동부(104a) 또는 제2선회 구동부(104d)와 선회 스크롤의 구멍의 끼워 맞춤은 헐거운 끼워맞춤(clearance fit) 이다. 따라서 선회 스크롤(10, 11, 12, 13, 14)은 선회 구동부(104a), 제2선회 구동부(104d)상을 축방향으로 이동할 수 있다. 따라서 선회축(104)이 열팽창에 의해 치수 변화해도 선회 스크롤(10, 11, 12, 13, 14)은 축방향으로 하중을 받는 일이 없다. 선회 스크롤(10, 11, 12, 13, 14)은 서로의 랩 첨단과 경판 면(鏡板面)의 사이에 약간의 틈을 가지고 고정 스크롤 사이에 끼우는 것에 의해 위치 결정된다. 따라서 랩 첨단에 무리한 힘이 발생할 일이 없고, 랩 첨단의 마찰에 의한 손실이나 마모 및 깎임 등을 방지할 수 있다.
In addition, the fitting of the
[12] 제12실시예[12] Twelfth Embodiment
도 25 및 도 26은 제12실시예를 도시한다. 도 25에서는 자기윤활성의 원통 부재(圓筒部材)(116)가 자전 방지 베어링 내륜(112)에 장착되어 있다. 자전 방지 핀(110)은 원통 부재(116)에 내접하면서 선회 운동한다. 이 경우, 자전 방지 핀(110)의 외경을 d1, 원통 부재(116)의 내경을 D1, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d1, D1, ε, δ에는 수식 1의 관계가 있도록 설정한다.
25 and 26 show a twelfth embodiment. In FIG. 25, a self-lubricating
도 26에서는 자기윤활성의 원통 부재(53)가 밸런스 베어링 내륜(52)에 장착되어 있다. 선회축 한쪽끝(104b) 또는 선회축 다른쪽끝(104c)은 원통 부재(53)에 내접하면서 선회 운동한다. 이 경우, 선회축 한쪽끝(104b) 또는 선회축 다른쪽끝(104c)의 외경을 d2, 원통 부재(53)의 내경을 D2, 본 유체 기계가 운전될 때의 선회축(104)의 선회 반경을 ε, 베어링 내부 틈을 δ라고 한다면, d2, D2, ε, δ에는 수식 2의 관계가 있도록 설정한다.
In FIG. 26, a self-lubricating
원통 부재(116) 또는 (53)의 재질은 일반적으로 드라이 베어링 또는 무윤활 베어링이라고 일컫는 재질이 적당하다. 재질의 예로서는 4불화 에틸렌 등과 같이 자기윤활성이 있어 접동성(摺動性)이 뛰어난 소재를 주성분으로 하는 수지, 이 수지를 코팅한 금속, 오일을 함침(含浸) 한 수지 또는 소결 금속, 2유화 몰리브덴을 함침하거나 혹은 코팅한 수지 또는 금속 등을 들 수 있다.
As for the material of the
이러한 구성으로 하는 것에 의해, 원통 부재(116)와 자전 방지 핀(110)의 접촉 면의 윤활이 좋아져, 자전 방지 핀(110)의 마모를 줄일 수 있다. 또는 원통 부재(53)와 선회축 다른쪽끝(104c)의 접촉면의 윤활이 좋아져, 선회축 다른쪽끝(104c)의 마모를 줄일 수 있다.
By setting it as such a structure, the lubrication of the contact surface of the
[13] 제13실시예[13] Example 13
도 27은 제13실시예를 도시한다. 씰 링(Seal ring)(48)이 선회 스크롤 중앙부(10d)의 양면에 장착되어 있다. 씰 링(48)은 선회 스크롤(10)이 편심 운동한 경우에도 제1고정 스크롤 관통구(1c) 및 제2고정 스크롤 관통구(2c)에 밀려나오지 않는 지름으로 되어 있다. 씰 링(48)은 제1고정 스크롤(1) 및 제2고정 스크롤(2)의 톱니 밑면과 접동하고, 작동실(21) 및 (22)와 외부를 씰 하고 있다. 토출구 (108)는 제2고정 스크롤(2)의 경판부에 마련되어져 있어서, 중앙부 작동실에 연통한다. 또한, 선회 경판 연통구(10c)가 선회 스크롤(10)의 경판 중앙부에 마련되어져 있다. 따라서 흡입구(107)로 흡입되어, 작동실(21) 및 (22)로 압축된 유체는 제1고정 스크롤 관통구(1c) 및 제2고정 스크롤 관통구(2c)에서 외부로 나갈 일 없고, 토출구(108)에서 외부로 토출된다. 커버(117)가 고정 스크롤(2)에 달려 있지만, 그 커버 안으로 유체는 흘러들지 않는다. 제13실시예에 의하면, 자전 방지 베어링(안내 기구)(111)은 유체 경로 안에 없다. 따라서 자전 방지 베어링(안내 기구)(111)은 고온(高溫)이 되지 않는 동시에, 부식성의 유체를 취급할 경우에도 부식되지 않는다.
27 shows a thirteenth embodiment. Seal rings 48 are mounted on both sides of the pivoting scroll
1 제1고정 스크롤
2 제2고정 스크롤
3 제3고정 스크롤
3g 단열판
4 제4고정 스크롤
5 제5고정 스크롤
6 제6고정 스크롤
10 선회 스크롤
11 제1선회 스크롤
12 제2선회 스크롤
13 제3선회 스크롤
14 제4선회 스크롤
36 통기구
50 베어링 블록
51 밸런스 베어링(안내 기구)
51a 제1밸런스 베어링(안내 기구)
51b 제2밸런스 베어링(안내 기구)
52 밸런스 베어링 내륜(內輪)
52a 제1밸런스 베어링 내륜
52b 제2밸런스 베어링 내륜
53 원통 부재 (圓筒部材)
60 자전 방지 판 (自轉防止板)
61 자전 방지 핀 (自轉防止 pin)
62 자전 방지 베어링(자전 방지 가이드)
63 자전 방지 베어링 내륜
64 자전 방지 접동(摺動) 부재(자전 방지 가이드)
71 토출구
84 흡기구(吸氣口)
85 배기구(排氣口)
100 케이싱
101 회전 베어링
102 회전축
103 선회 베어링
104 선회축
104a 선회 구동부
104b 선회축 한쪽끝
104c 선회축 다른쪽끝
104d 제2선회 구동부
107 흡입구(吸入口)
108 토출구
109 자전 방지 판
110 자전 방지 핀
111 자전 방지 베어링(안내 기구)
112 자전 방지 베어링 내륜
113 토출 커버
114 토출실
115 자전 방지 접동 부재(안내 기구)
116 원통 부재(圓筒部材)
117 커버
207a 압축기 흡입구
207b 팽창기 입구
208a 압축기 토출구
208b 팽창기 출구
307 블로워 흡입구
308 블로워 토출구1st fixed scroll
2 2nd fixed scroll
3 3rd fixed scroll
3g insulation board
4th Fixed Scroll
5 5th fixed scroll
6 Sixth Fixed Scroll
10 turning scrolls
11 First Turn Scroll
12 Second Turn Scroll
13 Third Turn Scroll
14 4th Turn Scroll
36 vents
50 bearing blocks
51 Balance Bearing (Guide)
51a First balance bearing (guide mechanism)
51b 2nd Balance Bearing (Guide)
52 Balanced bearing inner ring
52a inner balance bearing inner ring
52b Second balance bearing inner ring
53 Cylindrical Member
60 anti-rotation plate
61 anti-rotation pin
62 anti-rotation bearing (anti-rotation guide)
63 anti-rotation bearing inner ring
64 Rotating Prevention Sliding Member (Rotating Prevention Guide)
71 outlet
84 Intake vent
85 exhaust vent
100 casing
101 rotary bearing
102 axis of rotation
103 slewing bearing
104 pivot
104a swing drive
104b pivot end
104c pivot other end
104d second turning drive
107 Suction Inlet
108 outlet
109 anti-rotation plate
110 anti-rotation pin
111 Anti-Rotary Bearings (Guide)
112 anti-rotation bearing inner ring
113 discharge cover
114 discharge chamber
115 Anti-rotation sliding member (guide mechanism)
116 Cylindrical Member
117 cover
207a compressor inlet
207b inflator inlet
208a compressor outlet
208b inflator outlet
307 blower inlet
308 blower outlet
Claims (39)
상기 선회축이 상기 작동부를 관통하고,
가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤에 안내 기구를 가지고,
상기 선회축의 한쪽끝이 상기 안내 기구에 안내되어서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The stator is fixed to the casing, the rotating shaft rotatably supported by the casing, the rotor fixed to the rotating shaft, the rotating shaft eccentrically supported on the rotating shaft, and preventing the rotation of the rotating shaft. A fluid machine having an anti-rotation means and an actuating portion fitted to a swing driving portion of the pivot shaft and configured by combining a swing scroll having a spiral wrap on both sides and a fixed scroll fixed to one end of the casing.
The pivot shaft penetrates the operating portion,
With the guide mechanism on the outermost fixed scroll,
One end of the pivot shaft is guided to the guide mechanism for pivoting movement.
상기 안내 기구는 가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤에 고정된 자전 방지 가이드이고,
상기 선회축의 한쪽끝에 달린 자전 방지판과,
그 자전 방지판의 적어도 2군데 이상에 달린 자전 방지 핀과,
상기 자전 방지 가이드에 의해 자전 방지 수단이 구성되어,
상기 자전 방지 핀이 상기 자전 방지 가이드에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 1;
The guide mechanism is an anti-rotation guide fixed to the outermost fixed scroll,
A rotation preventing plate attached to one end of the pivot shaft,
Anti-rotation pin which ran in at least two places of the anti-rotation board,
The anti-rotation means is configured by the anti-rotation guide,
And wherein the anti-rotation pin pivots while being inscribed to the anti-rotation guide.
상기 자전 방지 가이드는 자전 방지 베어링이고,
상기 자전 방지 핀이 자전 방지 베어링 내륜에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 2;
The anti-rotation guide is a anti-rotation bearing,
And the anti-rotation pin pivots on the inner ring of the anti-rotation bearing.
상기 자전 방지 가이드는 원형 구멍을 가지는 자전 방지 접동 부재이고,
상기 자전 방지 핀이 자전 방지 접동 부재에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 2;
The anti-rotation guide is an anti-rotation sliding member having a circular hole,
And the anti-rotation pin pivots while being inscribed to the anti-rotation sliding member.
상기 자전 방지 가이드는 상기 선회축의 한쪽끝에 발생하는 반경 방향의 하중과 똑같은 반력(反力)을 발생하고,
상기 선회축이 반경 방향으로 변위하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 2;
The anti-rotation guide generates a reaction force equal to the radial load generated at one end of the pivot shaft,
A scroll fluid machine, wherein said pivot axis prevents radial displacement.
회전축 뒷단에 송풍기를 마련하고,
외기를 상기 케이싱 내에 도입하고, 통과시켜서 배기하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 2;
Provide a blower behind the rotating shaft,
A scroll fluid machine which introduces outside air into said casing, passes through and exhausts it.
회전축 뒷단에 송풍기를 마련하는 동시에 상기 선회축에 관통한 통기로를 마련하고,
그 통기로 안을 통풍하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 2;
A blower is provided at the rear end of the rotary shaft, and an aeration passage penetrates the pivot shaft.
A scroll fluid machine characterized by ventilating the inside of the vent.
상기 안내 기구는 밸런스 베어링이고,
상기 선회축의 첨단 외주 면이 가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤의 중앙부에 마련되어진 상기 밸런스 베어링의 내륜에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 1;
The guide mechanism is a balance bearing,
And a pivoting motion while the tip outer peripheral surface of the pivot shaft is inscribed in the inner ring of the balance bearing provided at the center of the fixed scroll positioned at the outermost portion.
상기 밸런스 베어링은 상기 선회축의 한쪽끝에 발생하는 반경 방향의 하중과 똑같은 반력을 발생하는 것에 의해,
상기 선회축이 반경 방향으로 변위하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 8;
The balance bearing generates a reaction force equal to the radial load generated at one end of the pivot shaft,
A scroll fluid machine, wherein said pivot axis prevents radial displacement.
상기 자전 방지 수단은 상기 선회축의 다른쪽끝에 달린 자전 방지판과,
그 자전 방지판의 적어도 2군데 이상에 달린 자전 방지 핀과,
케이싱에 고정된 자전 방지 베어링에 의해 구성되고,
상기 자전 방지 핀이 자전 방지 베어링 내륜에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 8;
The anti-rotation means includes a anti-rotation plate attached to the other end of the pivot shaft,
Anti-rotation pin which ran in at least two places of the anti-rotation board,
Composed of anti-rotation bearings fixed to the casing,
And the anti-rotation pin pivots on the inner ring of the anti-rotation bearing.
상기 자전 방지 수단은 상기 선회축의 다른쪽끝에 달린 자전방지판과,
그 자전 방지판의 적어도 2군데 이상에 달린 자전 방지 핀과,
케이싱에 고정된 원형 구멍을 가지는 자전 방지 접동 부재에 의해 구성되고,
상기 자전 방지 핀이 자전 방지 접동 부재에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 8;
The anti-rotation means includes a anti-rotation plate attached to the other end of the pivot shaft,
Anti-rotation pin which ran in at least two places of the anti-rotation board,
Is constituted by an anti-rotation sliding member having a circular hole fixed to the casing,
And the anti-rotation pin pivots while being inscribed to the anti-rotation sliding member.
상기 선회축의 한쪽끝이고,
상기 밸런스 베어링 내륜과 접촉하는 부분은 축방향으로 곡면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 8;
One end of the pivot axis,
And the portion in contact with the balance bearing inner ring is curved in the axial direction.
가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤의 중앙부에 작동실쪽과 외기쪽을 차단하는 커버를 마련하고,
케이싱의 일부에 토출구를 마련하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 8;
In the center of the outermost fixed scroll to provide a cover for blocking the operating room and the outside air,
Scroll fluid machine, characterized in that the discharge port is provided in a portion of the casing.
상기 선회축의 한쪽끝은 한쪽끝쪽의 작동부를 관통하고 있고,
한쪽끝쪽의 가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤에 안내 기구를 가지고,
상기 선회축의 한쪽끝 외주면이 상기 한쪽끝쪽의 안내 기구에 안내되어서 선회 운동하고,
상기 선회축의 다른쪽끝은 다른쪽끝쪽의 작동부를 관통하고 있고,
다른쪽끝쪽의 가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤에 안내 기구를 가지고,
상기 선회축의 다른쪽끝 외주면이 상기 다른쪽끝쪽의 안내 기구에 안내되어서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. A stator fixed to the casing, the rotating shaft rotatably supported by the casing, a rotor fixed to the rotating shaft, a rotating shaft eccentrically supported on the rotating shaft, and an anti-rotation preventing rotation of the rotating shaft. A pair or plural pairs of operating portions constituted by combining a means, a swivel scroll having a vortex wrap on both sides fitted into the pivot drive section of the pivot shaft, and a fixed scroll having a vortex wrap fixed to one end of the casing; A pair or plural pairs of actuations configured by combining a swivel scroll having a vortex wrap on both sides and fitted with a vortex wrap fixed to the other end of the casing, fitted to the second pivot drive portion of the pivot shaft; A fluid machine with wealth,
One end of the pivot shaft penetrates the operation part on one end side,
With a guide mechanism on the fixed scroll located on the outermost side of one end,
An outer circumferential surface of one end of the pivot shaft is guided to the guide mechanism of the one end and pivots,
The other end of the pivot axis penetrates the operation part on the other end,
With the guide mechanism on the fixed scroll located on the outermost side of the other end,
And an outer circumferential surface of the other end of the pivot shaft is guided to the guide mechanism on the other end to pivot.
상기 안내 기구는 밸런스 베어링 또는 자전 방지 수단이고,
상기 선회축의 한 쪽의 가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤의 중앙부에 상기 밸런스 베어링이 마련되어있고,
상기 선회축의 첨단 외주면이 상기 밸런스 베어링 내륜에 내접하면서 선회 운동하고,
상기 자전 방지 수단은 상기 선회축의 다른쪽끝에 달린 자전 방지판과, 그 자전 방지판의 적어도 2군데 이상에 달린 자전 방지 핀과, 상기 선회축의 다른쪽에 위치하는 가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤에 고정된 자전 방지 가이드에 의해 구성되고,
상기 자전 방지 핀이 상기 자전 방지 가이드에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 14,
The guide mechanism is a balance bearing or anti-rotation means,
The balance bearing is provided at the center of the fixed scroll located on the outermost side of the pivot shaft,
The tip outer peripheral surface of the pivot shaft pivots while inscribed in the balance bearing inner ring,
The anti-rotation means is fixed to the anti-rotation plate attached to the other end of the pivot shaft, to the anti-rotation pin attached to at least two places of the anti-rotation plate, and to the outermost fixed scroll positioned on the other side of the pivot shaft. Composed by anti-rotation guide,
And wherein the anti-rotation pin pivots while being inscribed to the anti-rotation guide.
상기 자전 방지 가이드는 자전 방지 베어링이고,
상기 자전 방지 핀이 자전 방지 베어링 내륜에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 15;
The anti-rotation guide is a anti-rotation bearing,
And the anti-rotation pin pivots on the inner ring of the anti-rotation bearing.
상기 자전 방지 가이드는 원형 구멍을 가지는 자전 방지 접동 부재이고,
자전 방지 핀이 상기 자전 방지 접동 부재에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 15;
The anti-rotation guide is an anti-rotation sliding member having a circular hole,
And an anti-rotation pin pivotally inscribes said anti-rotation sliding member.
상기 밸런스 베어링은 상기 선회축의 한쪽끝에 발생하는 반경 방향의 하중과 똑같은 반력을 발생하고,
상기 선회축이 반경 방향으로 변위하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 15;
The balance bearing generates a reaction force equal to the radial load generated at one end of the pivot shaft,
A scroll fluid machine, wherein said pivot axis prevents radial displacement.
상기 자전 방지 가이드는 상기 선회축의 다른쪽끝에 발생하는 반경 방향의 하중과 똑같은 반력을 발생하고,
상기 선회축이 반경 방향으로 변위하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 15;
The anti-rotation guide generates a reaction force equal to the radial load generated at the other end of the pivot shaft,
A scroll fluid machine, wherein said pivot axis prevents radial displacement.
상기 안내 기구는 밸런스 베어링이며,
상기 선회축의 양단 외주면이 양쪽의 가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤의 중앙부에 마련되어진 상기 밸런스 베어링 내륜에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 14;
The guide mechanism is a balance bearing,
And an outer circumferential surface at both ends of the pivot shaft pivots while inscribed in the inner ring of the balance bearing provided at the center of the fixed scroll located at the outermost sides of the pivot shaft.
상기 자전 방지 수단은 케이싱의 한쪽끝 또는 다른쪽끝에 고정되는 가장 안쪽의 고정 스크롤에 고정된 자전 방지 가이드와, 그 자전 방지 가이드의 근방의 상기 선회축에 달린 자전 방지판과, 그 자전 방지판의 적어도 2군데 이상에 달린 자전 방지 핀에 의해 구성되고,
그 자전 방지 핀이 상기 자전 방지 가이드에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 20;
The anti-rotation means includes a anti-rotation guide fixed to the innermost fixed scroll fixed to one end or the other end of the casing, a anti-rotation plate attached to the pivot shaft in the vicinity of the anti-rotation guide, and the anti-rotation plate of Composed of anti-rotation pins attached to at least two places,
A rotating fluid machine, wherein the anti-rotation pin pivots while being inscribed with the anti-rotation guide.
상기 자전 방지 가이드는 자전 방지 베어링이고,
상기 자전 방지 핀이 자전 방지 베어링 내륜에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 21;
The anti-rotation guide is a anti-rotation bearing,
And the anti-rotation pin pivots on the inner ring of the anti-rotation bearing.
상기 자전 방지 가이드는 원형 구멍을 가지는 자전 방지 접동 부재이며,
상기 자전 방지 핀이 상기 자전 방지 접동 부재에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 21;
The anti-rotation guide is an anti-rotation sliding member having a circular hole,
And the anti-rotation pin pivots while being inscribed to the anti-rotation sliding member.
가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤의 중앙부에 작동실쪽과 외기쪽을 차단하는 커버를 마련하고,
케이싱의 일부에 토출구를 마련하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 21;
In the center of the outermost fixed scroll to provide a cover for blocking the operating room and the outside air,
Scroll fluid machine, characterized in that the discharge port is provided in a portion of the casing.
상기 2개의 선회 스크롤은 상기 선회축에 직렬로 달려있고,
상기 3개의 고정 스크롤의 경판에는 상기 선회축이 관통해서 선회 운동 가능한 크기의 구멍을 마련하고,
가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤의 경판 중앙부에 밸런스 베어링을 마련하고,
선회축의 첨단 외주면이 상기 밸런스 베어링 내륜에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. A stator fixed to the casing, (1) a rotating shaft rotatably supported by the casing, (2) a rotor fixed to the rotating shaft, and (3) a rotating shaft eccentrically supported by the rotating shaft, (4) rotation preventing means for preventing rotation of the pivot axis; and (5) fixed scroll having lap on one side, turning scroll having lap on both sides, fixed scroll having lap on both sides, turning scroll having lap on both sides And a scroll fluid machine having four pairs of operating chambers, each of which combines laps with each other in this order, and fixed scrolls with laps on one side,
The two pivoting scrolls are in series with the pivot,
The hard plates of the three fixed scrolls are provided with holes having a size through which the pivot axis penetrates and pivots,
A balance bearing is provided at the center of the hard plate of the fixed scroll located at the outermost side.
A scroll fluid machine, wherein the tip outer peripheral surface of the pivot shaft pivots while in contact with the balance bearing inner ring.
상기 4쌍의 작동실에 있어서 각각의 작동실의 흡입 시작 또는 토출 시작의 위상이 모두 벗어나(빗나가) 있고,
서로 벗어난 양은 90도의 배수인 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 25;
In the four pairs of operating chambers, the phases of suction start or discharge start of each operating chamber are all out of phase,
Scroll fluid machine, characterized in that the amount of deviation from each other is a multiple of 90 degrees.
상기 4쌍의 작동실 가운데, 한쪽의 2쌍의 작동실이 팽창기이고,
인접하는 다른쪽의 2쌍의 작동실이 압축기이고,
상기 팽창기와 상기 압축기의 중간에 위치하고, 경판의 양쪽에 랩을 가지는 고정 스크롤의 경판 중앙부의 관통구에는 팽창기와 압축기를 구분하는 씰(Seal) 기구가 마련되어져 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계.
The method of claim 25;
Of the four pairs of operation chambers, one pair of operation chambers is an expander,
Two pairs of operating chambers adjacent to each other are compressors,
And a seal mechanism for separating the inflator from the compressor is provided in the through hole of the middle of the hard plate of the fixed scroll, which is located in the middle of the inflator and the compressor, and has a wrap on both sides of the hard plate.
상기 4쌍의 작동실 가운데, 한쪽의 2쌍의 작동실이 팽창기이고,
인접하는 다른쪽의 2쌍의 작동실이 블로워이고,
상기 팽창기와 상기 블로워의 중간에 위치하고, 경판의 양쪽에 랩을 가지는 고정 스크롤의 경판 중앙부의 선회축의 관통구에는 팽창기와 블로워를 구분하는 씰 기구가 마련되어져 있고,
블로워의 출구와 팽창기의 입구는 연료전지에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 25;
Of the four pairs of operation chambers, one pair of operation chambers is an expander,
Two pairs of operating chambers adjacent to each other are blowers,
A seal mechanism for distinguishing the inflator from the blower is provided in the through hole of the pivotal shaft in the middle of the fixed plate of the fixed scroll, which is located in the middle of the inflator and the blower and has a wrap on both sides of the hard plate.
And an outlet of the blower and an inlet of the expander are connected to the fuel cell.
상기 4쌍의 작동실의 중간에 위치하고,
경판의 양쪽에 랩을 가지는 고정 스크롤의 경판이 분할되어 있고,
상기 분할된 경판의 사이에 단열판이 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 25;
Located in the middle of the four pairs of operating chambers,
The hard board of the fixed scroll having a lap on both sides of the hard board is divided,
And a heat insulating plate is sandwiched between the divided hard plates.
케이싱에 직결한 고정 스크롤의 경판의 중앙부에 작동실쪽과 케이싱 쪽을 씰 하는 씰(Seal) 기구를 마련한 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. 27. The method of claims 1 to 12, 14 to 23, 25 and 26;
A scroll fluid machine comprising a seal mechanism for sealing an operating chamber side and a casing side in a central portion of a rigid plate of a fixed scroll directly connected to a casing.
상기 씰은 선회축과 일체로 단(설치한) 원반의 양면을 링 형태의 씰 부품으로 씰 하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. 32. The method of claim 27, 28 and 30;
And said seal seals both sides of a disk (installed) integrally with a pivot shaft with a ring-shaped seal part.
가장 바깥쪽의 고정 스크롤의 경판에는 토출실쪽과 외기쪽을 분리하고,
토출구를 구성하는 토출 커버를 마련하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. 27. The method of claims 1 to 12, 14 to 23, 25 and 26;
Separate the discharge chamber side and the outside air in the hard plate of the outermost fixed scroll,
And a discharge cover constituting the discharge port.
상기 밸런스 베어링 내륜에 직결하는 회전축을 마련하고,
그 회전축에 송풍기를 달고,
가장 바깥쪽에 위치하는 고정 스크롤의 바깥면으로 송풍하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. 27. The method of claim 8, wherein
Providing a rotating shaft directly connected to the balance bearing inner ring,
Blower is attached to the rotary shaft
A scroll fluid machine, characterized in that it is blown to the outer surface of the outermost fixed scroll.
선회 구동부 또는 제2선회 구동부와 선회 스크롤 중앙부의 구멍의 끼워맞춤부(fitting부) 단면형상이 비원형인 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 1, wherein the method comprises:
A scroll fluid machine, characterized in that the cross-sectional shape of the fitting portion of the swing drive portion or the second swing drive portion and the hole in the pivot scroll center portion is non-circular.
선회 구동부 또는 제2선회 구동부와 상기 선회 스크롤 중앙부의 구멍의 끼워맞춤부(fitting부)가 서로 축방향으로 접동 가능하다는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 34;
A scroll fluid machine, characterized in that the pivoting drive or the second pivoting drive and the fitting part of the hole in the pivoting scroll center are axially slidable from each other.
상기 선회축의 한쪽끝에 달린 상기 자전 방지판에 마련되어진 상기 자전 방지 핀의 외경을 d1, 상기 자전 방지 베어링 내륜의 내경 또는 상기 자전 방지 접동 부재의 내경을 D1, 선회축의 선회 반경을 ε이라고 할때,
D1-d1과 2ε의 차(差)는 상기 자전 방지 베어링의 베어링 내부 틈보다 작은 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claims 2 to 5 and 15 to 17;
When the outer diameter of the anti-rotation pin provided on the anti-rotation plate attached to one end of the pivot shaft is d1, the inner diameter of the inner ring of the anti-rotation bearing or the inner diameter of the anti-rotation sliding member is D1, and the turning radius of the pivot shaft is?
The difference between D1-d1 and 2ε is set to a value smaller than the internal gap of the bearing of the anti-rotation bearing.
상기 선회축의 한쪽끝 또는 다른쪽끝의 외경을 d2, 상기 밸런스 베어링 내륜의 내경을 D2, 선회축의 선회 반경을 ε이라고 할 때,
D2-d2의 값과 2ε의 차(差)는 상기 밸런스 베어링의 베어링 내부 틈보다 작은 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 8, 9, 12, 15, 18, 20, 25, 33 and 37;
When the outer diameter of one end or the other end of the turning shaft is d2, the inner diameter of the inner ring of the balance bearing is D2, and the turning radius of the turning shaft is?
The difference between the value of D2-d2 and 2ε is set to a value smaller than the internal gap of the bearing of the balance bearing.
상기 선회축의 다른쪽끝 또는 중간부에 달린 상기 자전 방지판에 달린 상기 자전 방지 핀의 외경을 d3, 상기 자전 방지 베어링 내륜의 내경 또는 자전 방지 접동 부재의 내경을 D3, 선회축의 선회 반경을 ε라고 할 때,
D3-d3의 값과 2ε의 차(差)는 상기 자전 방지 베어링의 베어링 내부 틈보다 작은 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. The method of claim 10, 11, 15, 16, 17 and 19;
The outer diameter of the anti-rotation pin attached to the anti-rotation plate attached to the other end or the middle portion of the pivot shaft is d3, the inner diameter of the inner ring of the anti-rotation bearing or the inner diameter of the anti-rotation sliding member is D3, and the turning radius of the pivot shaft is? time,
The difference between the value of D3-d3 and 2ε is set to a value smaller than the internal gap of the bearing of the anti-rotation bearing.
상기 자전 방지 베어링 또는 밸런스 베어링의 내륜에 자기윤활성을 가지는 원통 부재을 장착하고,
자전 방지 핀 또는 선회축의 첨단 외주면이 상기 원통 부재에 내접하면서 선회 운동하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계.
The method of claim 3, 8, 9, 15, 16, 18, 20, 22 and 33;
A cylindrical member having self-lubrication is mounted on the inner ring of the anti-rotation bearing or the balance bearing,
A rotating fluid machine, characterized in that the pivoting outer peripheral surface of the anti-rotation pin or the pivot shaft pivots while inscribed to the cylindrical member.
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