KR20120093440A

KR20120093440A - 유체 기계

Info

Publication number: KR20120093440A
Application number: KR1020127018380A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 코바야시; 히토미 이토
Original assignee: 산덴 가부시키가이샤
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2012-08-22
Also published as: IN2012DN06559A; CA2787308A1; CN102834615A; US20120294736A1; JP2011149393A; MX2012008618A; WO2011089924A1; EP2530322A1

Abstract

본 발명은 제조 비용을 저감하면서, 경량화 및 소형화를 실현할 수 있는 유체 기계를 제공하는 것을 과제로 한다. 밀폐 용기(2) 내에, 구동 유닛(4)과, 구동 유닛(4)의 구동력이 전달되는 피구동 유닛(6)이 수용되는 유체 기계(1)로서, 밀폐 용기(2)는, 구동 유닛(4)측을 덮는 제 1 쉘(78)과, 제 1 쉘(78)에 접합되고, 피구동 유닛(6)측을 덮는 제 2 쉘(80)로 이루어지며, 제 1 쉘(78)과 제 2 쉘(80)은 상이한 가공 방법으로 성형된다.

Description

유체 기계{FLUID MACHINE}

본 발명은 유체 기계에 관한 것으로, 상세하게는, 이산화탄소 냉매를 압축하는 밀폐형 왕복동 압축기에 바람직한 유체 기계에 관한 것이다.

이런 종류의 유체 기계에는, 밀폐 용기 내에, 전동 모터와, 전동 모터로부터 전달되는 구동력에 의해 냉매를 압축하는 압축 기구가 수용된 밀폐형 압축기가 알려져 있다.

특허문헌 1에는, 강관(鋼管)으로 형성되는 튜브 형상의 센터 쉘과, 모두 주조 성형되며, 센터 쉘의 양 개구 단부에 각각 용접되는 컵 형상의 상부 쉘, 하부 쉘의 3개의 부재로 구성되는 밀폐 용기가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 모두 프레스 성형되는 상부 쉘, 하부 쉘의 2개의 부재로 구성되는 밀폐 용기가 개시되며, 특허문헌 3에는, 모두 단조 성형되는 상부 쉘, 하부 쉘의 2개의 부재로 구성되는 밀폐 용기가 개시되어 있다.

일본국 공개특허공보 제2006-177285호 일본국 공개특허공보 소58-19869호 일본국 공개특허공보 제2004-285927호

상기 밀폐 용기를 구성하는 각 쉘끼리는 용접으로 접합되지만, 상기 특허문헌 1에 기재된 밀폐 용기의 경우에는, 상부 쉘(top shell) 및 하부 쉘(bottom shell)이 주조 성형되며, 주물에는 일반적으로 탄소가 많이 포함되어, 각 쉘끼리의 용접은 기술적으로 어렵기 때문에, 용접 불량이 발생할 우려가 있다.

또한, 센터 쉘인 강관은 재료 비용이 높으며, 또한 밀폐 용기가 3개의 부재로 구성되기 때문에, 용접 부분은 적어도 2부분 이상이 되어 밀폐 용기의 조립 공수(工數)를 필요로 하며, 이에 따라 밀폐 용기, 나아가서는 압축기의 제조 비용이 증대한다는 문제도 있다.

따라서, 상기 특허문헌 2 및 3에 기재된 밀폐 용기와 같이, 밀폐 용기를 2개의 쉘로 구성하면, 용접 부분이 적어지고, 밀폐 용기의 조립 공수도 감소되어, 밀폐 용기의 제조 비용을 저감할 수 있으며, 또한 각 쉘을 프레스 성형 또는 단조 성형하면, 상술한 바와 같은 용접 불량을 개선할 수 있다고도 생각된다.

그렇지만, 각 쉘을 프레스 성형한 경우에는, 쉘 형상을 돔 형 등의 단순 형상으로밖에 성형할 수 없기 때문에, 전동 모터나 압축 기구 등을 고정하는 부분을 각 쉘에 추가 가공해야만 하므로, 밀폐 용기의 제조 비용의 증대는 피할 수 없다.

한편, 각 쉘을 단조 성형한 경우에는, 쉘 형상을 필요에 따라 복잡한 형상으로 성형 가능하지만, 각 쉘을 프레스 성형한 경우에 비해, 각 쉘의 두께, 나아가서는 중량이 증대하는 경향에 있어, 밀폐 용기, 나아가서는 유체 기계의 경량화 및 소형화를 실현할 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 사정에 근거하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은 제조 비용을 저감하면서, 경량화 및 소형화를 실현할 수 있는 유체 기계를 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유체 기계는, 밀폐 용기 내에, 구동 유닛과, 구동 유닛의 구동력이 전달되는 피(被)구동 유닛이 수용되는 유체 기계로서, 밀폐 용기는, 구동 유닛측을 덮는 제 1 쉘(shell)과, 제 1 쉘에 접합되고, 피구동 유닛측을 덮는 제 2 쉘로 이루어지며, 제 1 쉘과 제 2 쉘은 상이한 가공 방법으로 성형되는 것을 특징으로 하고 있다(청구항 1).

구체적으로는, 제 1 쉘은 단조(鍛造) 성형되며, 상기 제 2 쉘은 프레스 성형되거나(청구항 2), 또는 제 1 쉘은 프레스 성형되며, 제 2 쉘은 단조 성형된다(청구항 3).

또한, 구동 유닛은, 그 길이 방향이 제 1 쉘의 깊이 방향으로 수용되며, 피구동 유닛은, 그 길이 방향이 제 2 쉘의 직경 방향으로 수용된다(청구항 4).

또한, 제 2 쉘은, 제 2 쉘의 단조 성형 시에 파지(把持)되는 파지부를 가지며, 파지부는 제 2 쉘의 측부보다 직경 방향 중심측의 상기 제 2 쉘의 크레스트부(crest, 外頂部)에 볼록설치된다(청구항 5).

또한, 제 2 쉘의 내측 바닥부에 저류(貯留)되는 윤활유를 구동 유닛 및 피구동 유닛의 각 슬라이딩부에 공급하는 윤활 기구를 구비하며, 제 2 쉘은, 파지부 배면측의 내측 바닥부의 위치에, 파지부의 외형과 대략 상사형(相似形)을 이루어 오목설치되는 오일 저장부를 가진다(청구항 6).

또한, 제 2 쉘은, 구동 유닛 및 피구동 유닛이 고정되는 대좌부(臺座部)를 가진다(청구항 7).

또한, 파지부, 오일 저장부, 및 대좌부는, 모두 제 2 쉘의 단조 성형 시에 일괄하여 형성된다(청구항 8).

또한, 밀폐 용기 내에는, 피구동 유닛에 흡입되고, 피구동 유닛으로부터 토출되는 작동 유체의 압력이 작용하며, 작동 유체는 이산화탄소 냉매이다(청구항 9).

청구항 1 기재의 본 발명의 유체 기계에 의하면, 밀폐 용기를 2개의 쉘로 구성하며, 프레스 성형에 의해 적어도 제 1 쉘 또는 제 2 쉘의 중 어느 일방의 박육화(薄肉化)를 도모할 수 있기 때문에, 밀폐 용기, 나아가서는 유체 기계의 경량화 및 소형화를 실현할 수 있다.

구체적으로는, 청구항 2 기재의 본 발명에 의하면, 프레스 성형에 의해 적어도 제 2 쉘의 박육화를 도모할 수 있고, 한편 청구항 3 기재의 본 발명에 의하면, 프레스 성형에 의해 적어도 제 1 쉘의 박육화를 도모할 수 있으며, 또한 어느 경우에도, 주조 성형이 아니기 때문에 각 쉘을 용접하여 접합했을 때의 용접 불량이 발생하기 어려워, 밀폐 용기의 용접 강도를 높일 수 있다.

청구항 4 기재의 발명에 의하면, 제 1 쉘을 구동 유닛의 길이 방향의 길이에 맞춘 깊이로 프레스 성형할 수 있으며, 또한 제 2 쉘을 피구동 유닛의 길이 방향의 길이에 맞춘 직경으로 단조 성형할 수 있다. 이에 따라, 제 2 쉘에 비해 깊이를 필요로 하는 비교적 바닥이 깊은 제 1 쉘을 프레스 성형에 의해 구동 유닛의 외형에 따라 박육화를 도모하면서 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 제 1 쉘에 비해 깊이를 필요로 하지 않는 비교적 바닥이 얕은 제 2 쉘을 단조 성형에 의해 피구동 유닛의 외형에 따라 박육화를 도모하면서 용이하게 제조할 수 있기 때문에, 밀폐 용기, 나아가서는 유체 기계의 경량화 및 소형화를 확실하게 실현할 수 있으며, 또한 밀폐 용기 내의 데드 스페이스(dead space)를 삭감하여 유체 기계의 소형화를 더욱 촉진할 수 있다.

청구항 5 기재의 발명에 의하면, 파지부를 제 2 쉘의 측부에 형성한 경우에 비해, 제 2 쉘의 측부로부터 크레스트부에 걸친 불필요한 두께를 삭감하여, 제 2 쉘의 박육화를 더욱 도모할 수 있기 때문에, 밀폐 용기, 나아가서는 유체 기계의 경량화 및 소형화를 더욱 실현할 수 있다.

청구항 6 기재의 발명에 의하면, 파지부를 이용하여 제 2 쉘의 박육화를 도모하면서, 오일 팬 등의 별도의 부재를 필요로 하는 일 없이, 용이하게 내측 바닥부에 오일 저장부를 형성할 수 있다. 또한, 내측 바닥부에 오일 저장부를 형성함으로써, 윤활유를 소정의 유면(油面) 높이를 가지고 내측 바닥부에 저류할 수 있기 때문에, 내측 바닥부에 모이는 윤활유가 소량인 경우에도, 윤활 기구로부터 각 슬라이딩부로 윤활유를 원활하게 공급하여, 밀폐 용기 내에서 효율적으로 순환시킬 수 있다.

청구항 7 기재의 발명에 의하면, 프레임 등의 별도의 부재를 필요로 하지 않아도, 용이하게 구동 유닛 및 피구동 유닛을 고정할 수 있다.

청구항 8 기재의 발명에 의하면, 별도의 부재나 별도의 가공을 필요로 하는 일 없이 용이하게 파지부, 오일 저장부, 대좌부를 형성할 수 있어, 유체 기계의 생산성을 향상할 수 있다.

청구항 9 기재의 발명에 의하면, 작동 유체를 이산화탄소 냉매로 하면, 피구동 유닛으로부터 토출되는 작동 유체의 압력은 고압이 되어, 밀폐 용기 내에 작용하는 압력도 고압이 될 우려가 있기 때문에, 통상은 안전상, 밀폐 용기의 중후화(重厚化)는 피할 수 없지만, 상기 구성에 의하면, 밀폐 용기, 나아가서는 유체 기계의 경량화 및 소형화를 효과적으로 촉진할 수 있어 바람직하다.

도 1은 제 1 실시예의 압축기의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 압축 기구의 주요부 확대도이다.
도 3은 도 1의 압축기의 밀폐 용기를 도시한 외형도이다.
도 4는 도 3의 하부 쉘을 상방에서 본 사시도이다.

도 1~도 4는 제 1 실시예의 유체 기계로서의 압축기(1)를 도시한다.

압축기(1)는, 밀폐형 왕복동 압축기로, 상세하게는 리시프로(recipro) 압축기나 피스톤 압축기로 불리는 용적식 압축기로 분류되며, 예를 들면 자동 판매기에 설치된 도시하지 않은 냉동 사이클의 구성 기기로서 사용된다.

냉동 사이클은, 압축기(1)의 작동 유체로서의 냉매가 순환하는 경로를 구비하며, 냉매에는, 예를 들면 비가연성의 자연 냉매인 이산화탄소 냉매가 이용된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 압축기(1)는 밀폐 용기(2)를 구비하며, 밀폐 용기(2) 내에는, 전동 모터(4; 구동 유닛)와, 전동 모터(4)의 구동력이 전달되는 압축 기구(6; 피구동 유닛)이 수용되어 있다.

전동 모터(4)는, 급전(給電)에 의해 자계를 발생하는 스테이터(8)와, 스테이터(8)에 의해 발생한 자계에 의해 회전하는 로터(10)로 구성되고, 로터(10)는 스테이터(8) 내측의 동축 상에 배치되며, 후술하는 크랭크 샤프트(14)의 주축부(24)에 가열끼움고정(heat-fitting)되어 있다. 스테이터(8)에는 밀폐 용기(2)에 고정된 전장부(12, 電裝部), 및 도시하지 않은 리드 선을 통해 압축기(1) 외부로부터 급전된다.

압축 기구(6)는, 크랭크 샤프트(14), 실린더 블록(16), 피스톤(18), 커넥팅 로드(20) 등으로 구성되며, 크랭크 샤프트(14)는 편심축부(22)와 주축부(24)로 구성된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 실린더 블록(16)에는, 실린더 보어(26)가 일체로 형성되며, 실린더 보어(26)의 개구를 폐쇄하도록, 실린더 블록(16)측으로부터 순서대로 실린더 개스킷(28), 후술하는 흡입 밸브(50), 밸브 플레이트(30), 헤드 개스킷(32), 실린더 헤드(34)가 볼트에 의해 가압 고정되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 실린더 블록(16)에는 스테이터(8)가 프레임(36)을 통해 볼트 고정되며, 프레임(36)은 밀폐 용기(2)에 고정되어 있다.

상세하게는, 전동 모터(4) 및 압축 기구(6)는 프레임(36) 하부의 대좌부(38)에 의해 지지되며, 프레임(36)은 대좌부(38)에 의해 밀폐 용기(2)에 고정되어 있다. 한편, 프레임(36) 상부의 원통부(40)에 있어서는, 그 내주면(40a)에 주축부(24)의 베어링(42)이 배치되며, 원통부(40)의 상단면(40b)에는 로터(10)의 스러스트 하중을 받는 스러스트 레이스(베어링) 또는 스러스트 와셔 등의 베어링(44)이 배치되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 밸브 플레이트(30)는 냉매의 흡입 구멍(46)과 토출 구멍(48)을 구비하며, 흡입 구멍(46), 토출 구멍(48)은 모두 리드 밸브인 흡입 밸브(50), 토출 밸브(52)에 의해 각각 개폐된다.

실린더 헤드(34)는 냉매의 흡입실(54), 토출실(56)을 구비하며, 피스톤(18)의 압축 행정(行程)에서 토출 밸브(52)가 개방됨으로써, 토출실(56)은 토출 구멍(48)을 통해 실린더 보어(26)와 연통된다. 한편, 피스톤(18)의 흡입 행정에서 흡입 밸브(50)가 개방됨으로써, 흡입실(54)은 흡입 구멍(46)을 통해 실린더 보어(26)와 연통된다.

밀폐 용기(2)에는, 흡입 파이프(58)와 토출 파이프(60)가 고정되며, 흡입 및 토출 파이프(58, 60)의 일단(一端)은 실린더 헤드(34)의 흡입실(54)과 토출실(56)에 각각 접속되어 있다. 흡입 및 토출 파이프(58, 60)의 타단(他端)은, 도시하지 않은 흡입 머플러, 토출 머플러를 통해 냉동 사이클에 접속되며, 이들 머플러는 압축기(1)와 냉동 사이클 사이를 흐르는 냉매의 맥동 및 소음을 저감하고 있다.

커넥팅 로드(20)에는, 일단에 크랭크 샤프트(14)의 편심축부(22)가 회전 가능하게 연결되는 대단부(62; 大端部)가 설치되며, 타단에 피스톤(18)이 왕복이동 가능하게 연결되는 소단부(64; 小端部)가 설치되어 있다. 소단부(64)는 피스톤(18)에 피스톤 핀(66)에 의해 연결되며, 피스톤 핀(66)은 고정 핀(68)에 의해 피스톤(18)으로부터의 빠짐 방지 조치가 실시되어 있다.

이 상태에서 크랭크 샤프트(14)가 회전하면, 커넥팅 로드(20)가 피스톤 핀(66)을 지점으로 하여 편심축부(22)의 편심 회전과 연동하여 요동 운동하며, 커넥팅 로드(20)의 요동 운동에 연동하여 피스톤(18)이 실린더 보어(26) 내를 왕복 운동한다.

밀폐 용기(2) 내에는 냉매를 주(主)로 하여 토출 압력이 작용하며, 밀폐 용기(2) 내측 바닥부(2a)에는, 베어링(42, 44)과 같은, 전동 모터(4) 및 압축 기구(6)의 각 슬라이딩부를 윤활하는 윤활유가 소량 저류된다.

크랭크 샤프트(14) 내에는 편심축부(22) 하단면(22a)의 대략 축심 위치로부터 주축부(24)의 중도에 걸쳐 유로(70; 윤활 기구)가 천공되어 있다. 유로(70)의 상부는 주축부(24)의 외주면(24a)으로부터 개구되며, 유로(70)의 하부에는 오일 파이프(72; 윤활 기구)가 접속되어 있다. 오일 파이프(72)는 그 선단측에 편심축부(22)의 대략 축심으로부터 주축부(24)의 축심에 근접하는 방향으로 경사진 경사부(74)를 가지며, 오일 파이프(72)의 경사부(74)의 선단은 밀폐 용기(2) 내의 내측 바닥부(2a)에 형성된 단면이 오목한 형상의 오일 저장부(76)까지 연장 설치되어 있다.

오일 저장부(76)는, 예를 들면 200cc 정도의 소량의 윤활유가 오일 파이프(74)의 선단 위치 이상의 오일면 높이가 되도록 저류 가능한 크기 및 깊이를 가지고 형성된다. 크랭크 샤프트(14)의 회전에 따라 편심축부(22)와 함께 오일 파이프(72)가 편심 회전하면, 오일 파이프(72) 내의 경사부(74)에서의 윤활유에 외측 경사 상측 방향으로 원심력이 작용하여, 이 원심력에 의해 윤활유는 오일 저장부(76)로부터 유로(74)로 상승된다.

이하, 압축기(1)의 동작 및 작용에 대해 설명한다.

압축기(1)에서는, 스테이터(8)에 급전함으로써 주축부(24)에 고정된 로터(10)가 회전되며, 나아가서는 크랭크 샤프트(14)가 회전되어, 커넥팅 로드(20)를 통해 피스톤(18)이 실린더 보어(26) 내에서 왕복 운동한다. 그리고, 이 피스톤(18)의 왕복 운동에 의해, 냉동 사이클로부터 실린더 보어(26)로 냉매가 흡입되고, 이 냉매는 실린더 보어(26)에서 압축되며, 또한 냉동 사이클로 토출된다.

상세하게는, 피스톤(18)이 실린더 보어(26)의 용적을 감소하는 방향으로 동작하여, 실린더 보어(26) 내의 냉매가 압축되고, 실린더 보어(26) 내의 압력이 냉매의 토출 압력을 초과하면, 실린더 보어(26) 내의 압력과 토출실(56) 내의 압력의 차이에 의해 토출 밸브(52)가 개방된다. 그리고, 압축된 냉매는, 토출 구멍(48)을 거쳐 토출실(56)로 유도되며, 토출 파이프(60)를 거쳐 냉동 사이클로 토출된다.

다음으로, 피스톤(18)의 동작이 상사점(上死點)으로부터 실린더 보어(26) 내의 용적이 증가하는 방향으로 바뀌면, 실린더 보어(26) 내의 압력은 저하한다. 실린더 보어(26) 내의 압력이 저하하면, 실린더 보어(26) 내의 압력과 토출실(56) 내의 압력의 차이에 따라 토출 밸브(52)는 폐쇄된다.

실린더 보어(26) 내의 압력이 냉매의 흡입 압력 이하가 되면, 실린더 보어(26) 내의 압력과 흡입실(54) 내의 압력의 차이에 따라 흡입 밸브(50)가 개방된다. 그리고, 냉동 사이클의 냉매는, 흡입 파이프(58)를 거쳐 흡입실(54)로 유도되며, 흡입 구멍(46)을 거쳐 실린더 보어(26) 내로 흡입된다.

다음으로, 피스톤(18)의 동작이 하사점으로부터 실린더 보어(26) 내의 용적이 감소하는 방향으로 바뀌면, 실린더 보어(26) 내의 냉매가 다시 압축된다. 이와 같이 하여, 냉동 사이클로부터 실린더 보어(26)로의 냉매의 흡입, 실린더 보어(26)에서의 냉매의 압축, 냉동 사이클로의 냉매의 토출이라는 일련의 프로세스가 반복된다.

상술한 압축기(1)의 동작에 따라 오일 저장부(76)로부터 유로(70)로 상승된 윤활유는, 유로(70)로부터 유출되며, 편심축부(22)측으로 흘러내려, 대단부(62) 근방을 윤활하며, 또한 원심력에 의해 피스톤(18)을 향해 비산되어, 피스톤(18)의 스커트부(18a) 근방을 윤활한다.

한편, 유로(70)로부터 유출된 윤활유의 일부는, 원심력에 의해 크랭크 샤프트(14)에 형성된 도시하지 않은 외주(外周) 홈을 따라 상승하면서, 크랭크 샤프트(14)와 프레임(36) 사이에 유막을 형성하여, 베어링(42)을 윤활하며, 크랭크 샤프트(14)의 상단측으로 이동한다. 그리고, 윤활유는, 원통부(40)의 상단면(40b)에 도달하여 베어링(44)을 윤활한 후, 중력에 의해 오일 저장부(76)까지 흘러내린다. 이에 대해, 베어링(44)을 통과하여 멈추지 않는 윤활유는, 그대로 로터(10)의 내벽면(10a)을 로터(10)의 상단까지 상승하며, 로터(10)의 회전에 의한 원심력으로 비산되어 스테이터(8)를 냉각한 후, 중력에 의해 오일 저장부(76)까지 흘러내린다.

피스톤(18)의 스커트부(18a) 근방을 윤활할 때에 실린더 보어(26) 내에 흡입된 오일 미스트는, 피스톤(18)과 실린더 블록(16)의 틈새로, 실린더 보어(26)로부터 누출한 냉매 가스와 함께 비집고 들어가 피스톤(18)의 시일과 윤활을 행한다. 이때 흡입실(54)의 벽면(54a)에 부착한 윤활유는 중력에 의해 오일 저장부(76)까지 흘러내린다. 이와 같이 하여 오일 저장부(76)까지 흘러내린 윤활유는, 오일 파이프(72)로부터 다시 상승되어, 상술한 바와 같이 전동 모터(4) 및 압축 기구(6)의 각 슬라이딩부의 윤활이나 시일에 기여하면서 밀폐 용기(2) 내를 순환한다.

그런데, 본 실시예에서는, 도 3에도 도시한 바와 같이, 밀폐 용기(2)는 전동 모터(4)측을 덮는 상부 쉘(78; 제 1 쉘)과, 압축 기구(6)측을 덮는 하부 쉘(80; 제 2 쉘)의 2개의 쉘로 구성된 쉘 구조를 이루고 있다. 크랭크 샤프트(14)와 커넥팅 로드(20)는 밀폐 용기(2) 내에서 대략 직교하는 위치 관계에 있기 때문에, 전동 모터(4)는, 그 길이 방향이 상부 쉘(78)의 깊이 방향으로 수용되어, 상부 쉘(78)은 하부 쉘(80)에 비해 바닥이 깊은 형상을 이루고 있다. 한편, 압축 기구(6)는, 그 길이 방향이 하부 쉘(80)의 직경 방향으로 수용되어, 하부 쉘(80)은 상부 쉘(78)에 비해 바닥이 얕은 형상을 이루고 있다.

각 쉘(78, 80)은, 각각의 개구 단부(78a, 80a)로 돌출된 루트 엣지를 가지며, 각 루트 엣지를 서로 맞댐으로써 개선부(82; 開先部)를 형성한다. 각 쉘(78, 80)은, 개선부(82)의 둘레 전체에 연속한 비드(bead) 형상의 용접부(84)를 1회의 용접 작업으로 형성하여 접합되며, 즉 1회의 용접 작업으로 형성된 1부분을 맞대어 용접 이음새로 접합된다.

상부 쉘(78)은, SPCC, SPHE 등의 연질 강(鋼)을 프레스 성형에 의해 디프 드로잉(deep drawing) 가공하여 돔 형상의 단순 형상으로 형성되어 있다. 상부 쉘(78)의 두께는, 가장 얇은 부분에서 6.8㎜ 정도, 두꺼운 부분에서도 7㎜ 정도로 매우 얇게 형성되어, 드로잉에 의한 가공 경화에 의해 밀폐 용기(2) 내에 작용하는 냉매의 고압에 대한 내압 강도가 확보되어 있다.

한편, 하부 쉘(80)은, S20C, S25C 등의 연질 강을 단조 성형에 의해 8.5㎜ 정도의 두께로 매우 얇게 형성되며, 상부 쉘(78)과 마찬가지로 고압 냉매에 대한 내압 강도가 확보되어 있다.

또한, 하부 쉘(80)은, 하부 쉘(80)의 단조 성형 시에 파지되는 파지부(86)를 가지며, 파지부(86)는 하부 쉘(80)의 측부(80b)보다 직경 방향 중심측의 하부 쉘(80)의 크레스트부(80c)에 볼록설치된다. 오일 저장부(76)는, 이 파지부(86)의 배면측 내측 바닥부(2a)의 위치에, 파지부(86)의 외형과 대략 상사형을 이루어 오목설치된다. 즉, 하부 쉘(80)은 측부(80b)로부터 크레스트부(80c)에 걸쳐 측부(80b)와 대략 동일한 두께로 형성되어 있다.

크레스트부(80c)의 파지부(86) 주위에는, 압축기(1)를 안정하게 재치(載置)하기 위한 베이스 플레이트(88)가 부착되어 있다. 베이스 플레이트(88)의 하면에 도시하지 않은 방진 고무 등을 부착함으로써, 동작 중의 진동을 억제하면서 압축기(1)를 고정 가능하다.

하부 쉘(80)의 개구 단부(80a)에는, 하부 쉘(80)의 직경 방향 중심측에 파형 형상으로 팽출하여 형성된 대좌부(90)가 4개 형성되며, 대좌부(90)에는, 도 1에 도시하는 스테이터(8) 및 실린더 블록(16)을 지지하는 프레임(36)이 고정된다. 도시하지 않았지만, 이에 한정하지 않으며, 대좌부(90)에 스테이터(8) 및 실린더 블록(16)을 직접 고정하여, 밀폐 용기(2) 내에 프레임(36)을 필요로 하지 않는 지지 구조를 채용해도 된다.

이와 같이 하부 쉘(80)에 형성되는 파지부(86), 오일 저장부(76), 및 대좌부(90)는, 모두 하부 쉘(80)의 단조 성형 시에 일괄하여 형성된다.

상술한 제 1 실시예의 압축기(1)는, 밀폐 용기(2)를 2개의 쉘(78, 80)로 구성하며, 프레스 성형에 의해 적어도 상부 쉘(78)의 박육화를 도모할 수 있기 때문에, 밀폐 용기(2), 나아가서는 압축기(1)의 경량화 및 소형화를 실현할 수 있다.

또한, 주조 성형이 아니므로 각 쉘(78, 80)을 용접하여 접합했을 때의 용접 불량이 발생하기 어려워, 밀폐 용기(2)의 용접 강도를 높일 수 있다.

또한, 상부 쉘(78)을 전동 모터(4)의 길이 방향의 길이에 맞춘 깊이로 프레스 성형할 수 있으며, 또한 하부 쉘(80)을 압축 기구(6)의 길이 방향의 길이에 맞춘 직경으로 단조 성형할 수 있다. 이에 따라, 하부 쉘(80)에 비해 깊이를 필요로 하는 비교적 바닥이 깊은 상부 쉘(78)을 프레스 성형에 의해 전동 모터(4)의 외형에 따라 박육화를 도모하면서 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 상부 쉘(78)에 비해 깊이를 필요로 하지 않는 비교적 바닥이 얕은 하부 쉘(80)을 단조 성형에 의해 압축 기구(6)의 외형에 따라 박육화를 도모하면서 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 밀폐 용기(2), 나아가서는 압축기(1)의 경량화 및 소형화를 확실히 실현할 수 있으며, 또한 밀폐 용기(2) 내의 데드 스페이스를 삭감하여 압축기(1)의 소형화를 더욱 촉진할 수 있다.

또한, 파지부(86)를 하부 쉘(80)의 측부(80b)에 형성한 경우에 비해, 측부(80b)로부터 크레스트부(80c)에 걸친 하부 쉘(80)의 불필요한 두께를 삭감하여, 하부 쉘(80)의 박육화를 더욱 도모할 수 있기 때문에, 밀폐 용기(2), 나아가서는 압축기(1)의 경량화 및 소형화를 더욱 실현할 수 있다.

또한, 파지부(86)를 이용하여 하부 쉘(80)의 박육화를 도모하면서, 오일 팬 등의 별도의 부재를 필요로 하는 일 없이, 용이하게 내측 바닥부(2a)에 오일 저장부(76)를 형성할 수 있다. 또한, 내측 바닥부(2a)에 오일 저장부(76)를 형성함으로써, 윤활유를 소정의 오일면 높이를 가지고 내측 바닥부(2a)에 저류할 수 있기 때문에, 내측 바닥부(2a)에 모이는 윤활유가 소량인 경우에도, 오일 파이프(72), 유로(70) 등으로 구성되는 윤활 기구로부터 전동 모터(4) 및 압축 기구(6)의 각 슬라이딩부에 윤활유를 원활하게 공급하여, 밀폐 용기(2) 내에서 효율적으로 순환시킬 수 있다.

또한, 대좌부(90)에 스테이터(8) 및 실린더 블록(16)을 직접 고정하여, 밀폐 용기(2) 내에 프레임(36)을 필요로 하지 않는 지지 구조를 채용한 경우에는, 프레임(36) 등의 별도의 부재를 필요로 하는 일 없이 용이하게 전동 모터(4) 및 압축 기구(6)를 고정할 수 있다.

또한, 파지부(86), 오일 저장부(76), 및 대좌부(90)는, 모두 하부 쉘(80)의 단조 성형 시에 일괄하여 형성되기 때문에, 별도의 부재나 별도의 가공을 필요로 하는 일 없이 용이하게 이들 부위를 형성할 수 있어, 압축기(1)의 생산성을 향상할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예로 제약되는 것이 아니라, 더욱 다양한 변형이 가능하다.

구체적으로는, 본 실시예에서는, 상부 쉘(78)은 프레스 성형, 하부 쉘(80)은 단조 성형으로 형성되지만, 각 쉘(78, 80)을 상이한 가공 방법으로 성형함으로써, 각 쉘(78, 80)의 박육화를 도모하며, 밀폐 용기(2), 나아가서는 압축기(1)의 경량화 및 소형화를 실현할 수 있다면 이에 한정되지 않고, 예를 들면 상부 쉘(78)을 단조 성형, 하부 쉘(80)을 프레스 성형으로 형성해도 된다.

또한, 본 실시예의 압축기(1)의 작동 유체는 이산화탄소 냉매로 하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 그러나, 작동 유체를 이산화탄소 냉매로 한 경우에는, 압축 기구(6)로부터 토출되는 작동 유체의 압력은 초임계 상태까지 고압이 되어, 밀폐 용기(2) 내에 작용하는 압력도 고압이 될 우려가 있기 때문에, 통상은 안전상, 밀폐 용기(2)의 중후화는 피할 수 없다. 그러나, 상기 구성에 의하면, 밀폐 용기(2), 나아가서는 압축기(1)의 경량화 및 소형화를 효과적으로 촉진할 수 있어 바람직하다.

또한, 본 실시예는 용적식 압축기(1)에 대해 설명하고 있지만, 본 발명은 스크롤 압축기나 팽창기 등의 밀폐형 유체 기계 전반에 적용 가능하며, 이러한 유체 기계를 자동 판매기 이외에 설치된 냉동 사이클의 구성 기기로서 사용할 수 있는 것은 물론이다.

1 : 압축기(유체 기계)
2 : 밀폐 용기
2a : 내측 바닥부
4 : 전동 모터(구동 유닛)
6 : 압축 기구(피구동 유닛)
70 : 유로(윤활 기구)
72 : 오일 파이프(윤활 기구)
76 : 오일 저장부
78 : 상부 쉘(제 1 쉘)
80 : 하부 쉘(제 2 쉘)
80b : 측부
80c : 크레스트부
86 : 파지부
90 : 대좌부

Claims

밀폐 용기 내에, 구동 유닛과, 상기 구동 유닛의 구동력이 전달되는 피(被)구동 유닛이 수용되는 유체 기계로서,
상기 밀폐 용기는, 상기 구동 유닛측을 덮는 제 1 쉘(shell)과, 상기 제 1 쉘에 접합되고, 상기 피구동 유닛측을 덮는 제 2 쉘로 이루어지며,
상기 제 1 쉘과 상기 제 2 쉘은 상이한 가공 방법으로 성형되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 쉘은 단조(鍛造) 성형되며, 상기 제 2 쉘은 프레스 성형되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 쉘은 프레스 성형되며, 상기 제 2 쉘은 단조 성형되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
제 3 항에 있어서,
상기 구동 유닛은, 그 길이 방향이 상기 제 1 쉘의 깊이 방향으로 수용되며, 상기 피구동 유닛은, 그 길이 방향이 상기 제 2 쉘의 직경 방향으로 수용되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 쉘은, 상기 제 2 쉘의 단조 성형 시에 파지(把持)되는 파지부를 가지며, 상기 파지부는 상기 제 2 쉘의 측부보다 직경 방향 중심측의 상기 제 2 쉘의 크레스트부(crest, 外頂部)에 볼록설치되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 쉘의 내측 바닥부에 저류(貯留)되는 윤활유를 상기 구동 유닛 및 상기 피구동 유닛의 각 슬라이딩부에 공급하는 윤활 기구를 구비하며, 상기 제 2 쉘은, 상기 파지부 배면측의 상기 내측 바닥부의 위치에, 상기 파지부의 외형과 대략 상사형(相似形)을 이루어 오목설치되는 오일 저장부를 가지는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 쉘은, 상기 구동 유닛 및 상기 피구동 유닛이 고정되는 대좌부(臺座部)를 가지는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
제 7 항에 있어서,
상기 파지부, 상기 오일 저장부, 및 상기 대좌부는, 모두 상기 제 2 쉘의 단조 성형 시에 일괄하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 기계.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀폐 용기 내에는, 상기 피구동 유닛에 흡입되고, 상기 피구동 유닛으로부터 토출되는 작동 유체의 압력이 작용하며, 상기 작동 유체는 이산화탄소 냉매인 것을 특징으로 하는 유체 기계.