KR20120128549A

KR20120128549A - 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기

Info

Publication number: KR20120128549A
Application number: KR1020120038314A
Authority: KR
Inventors: 마사오 시이바야시; 야스시 이즈나가; 다카마사 아다치
Original assignee: 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2012-11-27
Also published as: JP5719685B2; CN102788016B; CN102788016A; JP2012241550A; US20120294748A1; KR101374224B1

Abstract

종래에는, 압축실 간의 밀봉성의 저하에 의해 양 압축실 내의 압력 상승 비율(압축선)이 달라, 압축실 간의 압력차(ΔP₁)가 커져버린다. 그에 따라 내부 누설량이 커지면 내부 압축 동력이 커져서, 결과적으로 압축기 입력도 커진다. 또한, 흡입 과정에서의 체적 효율이 저하해서 헬륨 가스 유량이 저하하게 된다. 그 결과, 압축기의 성능이 저하한다는 과제가 있다. 그래서 본 발명은, 압축기의 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 오일 주입용 포트가 선회 외측 압축실에 연통하는 제 1 선회 각도 범위와, 오일 주입용 포트가 선회 내측 압축실에 연통하는 제 2 선회 각도 범위가, 대략 같은 선회 각도 범위가 되도록 고정 스크롤부의 기어 홈 저면에 오일 주입용 포트의 개구부를 설정한 것이다.

Description

헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기{HERMETIC SCROLL COMPRESSOR USING HELIUM}

본 발명은, 냉동?공조용의 스크롤 압축기 및 헬륨용 스크롤 압축기의 전체 구조에 관한 것이다.

헬륨용 스크롤 압축기에 있어서의 종래의 공지예로서, 특허문헌 1에 개시되어 있다.

일본국 특허공개 제2009-156234호 공보

특허문헌 1에서는, 작동 헬륨 가스를 냉각하기 위한 오일 인젝션관을 밀폐 용기에 관통해서 고정 스크롤의 경판(鏡板)부에 설치된 오일 주입용 포트에 접속한 오일 주입 기구부를 구비하고 있다. 그리고, 선회 스크롤 외측 곡선과 고정 스크롤 내측 곡선으로 형성되는 선회 외측 압축실 측으로의 냉각용 인젝션 유량(油量)과, 또 다른 일방 측의 선회 스크롤 내측 곡선과 고정 스크롤 외측 곡선으로 형성되는 선회 내측 압축실 측으로의 냉각용 인젝션 유량의 불균일한 인젝션량으로 되어 있었다. 즉 주입하는 냉각용 인젝션 유량의 균등 분배가 되지 않고 있었다.

도 12에서, 종래 기술에 있어서의 압력 변화(P_i3, P_i4)의 곡선으로 나타내는 바와 같이, 양 압축실(8a, 8b)로의 주입하는 인젝션 유량이 불균일하게 되면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 압축실 간의 밀봉성의 저하에 의해 양 압축실 내의 압력 상승 비율(압축선(壓縮線))이 달라, 압축실 간의 압력차(ΔP₁)가 커져버린다. 그에 따라 내부 누설량이 커지면 내부 압축 동력이 커져, 결과적으로 압축기 입력도 커진다. 또한, 흡입 과정에서의 체적 효율이 저하해서 헬륨 가스 유량이 저하하게 된다. 그 결과, 압축기의 성능이 저하한다는 과제가 있다.

그래서, 본 발명은, 압축기의 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

오일 인젝션관을 밀폐 용기에 관통시키고, 고정 스크롤의 경판부에 설치한 오일 주입용 포트에 접속한 오일 주입 기구부를 구비하고, 상기 고정 스크롤과 맞물리는 선회 스크롤로 비대칭 랩(lap)형의 압축실을 형성하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기에 있어서,

상기 오일 주입용 포트가 선회 외측 압축실에 연통(連通)하는 제 1 선회 각도 범위와,

상기 오일 주입용 포트가 선회 내측 압축실에 연통하는 제 2 선회 각도 범위가,

대략 같은 선회 각도 범위가 되도록 상기 고정 스크롤부의 기어 홈(齒溝) 저면에 상기 오일 주입용 포트의 개구부를 설정한 것이다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

오일 인젝션관을 밀폐 용기에 관통시키고, 고정 스크롤의 경판부에 설치한 오일 주입용 포트에 접속한 오일 주입 기구부를 구비하고, 상기 고정 스크롤과 맞물리는 선회 스크롤로 비대칭 랩형의 압축실을 형성하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기에 있어서,

상기 오일 주입용 포트가 선회 외측 압축실에 연통하는 제 1 선회 각도 범위를 θ ₁,

상기 오일 주입용 포트가 선회 내측 압축실에 연통하는 제 2 선회 각도 범위를 θ ₂,

상기 선회 외측 압축실의 행정 용적을 Vth1, 상기 선회 내측 압축실의 행정 용적을 Vth2라 했을 때,

θ ₁/θ ₂≒ Vth1/Vth2

가 되도록 상기 고정 스크롤부의 기어 홈 저면에 상기 오일 주입용 포트의 개구부를 설정한 것이다.

본 발명에 의하면, 압축기의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 세로형 타입의 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기의 전체 구조의 일 실시예를 나타내는 종단면도.
도 2는 오일 인젝션 기구부를 확대한 부분 단면도.
도 3은 고정 스크롤(5)의 평면도.
도 4는 고정 스크롤(5)의 종단면도.
도 5는 선회 스크롤(6)의 평면도.
도 6은 양 스크롤 랩을 조합시킨 단면도(θ _s1).
도 7은 양 스크롤 랩을 조합시킨 단면도(θ _s2).
도 8은 선회 각도와 양 압축실의 압력 변화(압축선)를 나타내는 도면.
도 9는 오일 인젝션용 주입 포트 구조 예를 나타내는 고정 스크롤(5)의 평면도.
도 10은 선회 각도와 양 압축실의 압력 변화(압축선)를 나타내는 도면.
도 11은 오일 인젝션용 주입 포트 구조 예를 나타내는 고정 스크롤(5)의 평면도.
도 12는 압축실 내 압력과 선회각(도)의 관계를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 12에 의해 상세히 설명한다.

도 1과 도 2에서, 작동 헬륨 가스의 흐름과 인젝션된 냉각유의 흐름을 설명한다. 헬륨 가스를 냉각하기 위한 오일 인젝션관(31)을 밀폐 용기(1)의 상부 덮개(2a)를 관통해서 고정 스크롤(5)의 경판부(5a)에 설치한 오일 주입용 포트(22)에 접속하고, 상기 오일 주입용 포트(22)의 개구부는, 선회 스크롤(6)의 랩(6b)의 기어 선면(先面)에 대향해서 개구하고 있다. 밀폐 용기(1) 내의 흡입관(17) 측이 되는 상부에는 스크롤 압축 기구부가, 하측에는 모터부(3)가 수납되어 있다. 그리고, 밀폐 용기(1) 내는 토출실(1a)과 프레임(7)을 사이에 두고 모터실(1b)로 구획되어 있다.

스크롤 압축 기구부는, 도 6과 도 7에 나타내는 바와 같이, 고정 스크롤(5)과 선회 스크롤(6)을 서로 맞물리게 해서 압축실(8)(8a, 8b)을 형성하고 있다. 고정 스크롤(5)은, 원판 형상의 경판(5a)과, 이것에 직립한 인볼루트(involute) 곡선(또는 이것에 근사한 곡선)으로 형성된 랩(5b)으로 이루어지고, 그 중심부에 토출구(10), 외주부에 흡입구(15)를 구비하고 있다. 선회 스크롤(6)도 원판 형상의 경판(6a)과, 이것에 직립하고, 고정 스크롤의 랩과 동일 형상으로 형성된 랩(6b)과, 경판의 반대 랩면에 형성된 보스(boss)부(6c)로 이루어져 있다. 프레임(7)은 중앙부에 주 베어링(40)을 형성하고, 그 베어링부에 회전축(14)이 받쳐지고, 회전축 선단의 편심축(14a)은, 상기 보스부(6c)에 선회 운동이 가능하도록 삽입되어 있다. 또한 프레임(7)에는 고정 스크롤(5)이 복수 개의 볼트에 의해 고정되고, 선회 스크롤(6)은 올담 링 및 올담 키로 이루어지는 올담 기구(38)에 의해 프레임(7)에 받쳐지며, 선회 스크롤(6)은 고정 스크롤(5)에 대하여, 자전하지 않고 선회 운동을 하도록 형성되어 있다.

회전축(14)에는 모터축(14b)을 일체로 연결 설치하고, 모터부(3)를 직결하고 있다. 고정 스크롤(5)의 흡입구(15)에는 밀폐 용기(1)의 상부 덮개(2a)를 관통해서 흡입관(17)이 접속되고, 토출구(10)가 개구되어 있는 토출실(1a)은 프레임(7)의 외연부의 제1 통로(18a, 18b)를 통하여 모터실(1b)과 연통하고 있다. 이 모터실(1b)은 밀폐 용기 중앙부의 케이싱부(2b)를 관통하는 토출관(20)에 연통하고 있다. 토출관(20)은 상기 통로(18a, 18b)의 위치에 대하여 거의 반대 측의 위치에 설치하고 있다. 모터실(1b)은, 스테이터(3a)의 상부 공간(1b1)과 스테이터(3a)의 하부 공간(1b2)으로 구분하고 있다. 이 양측의 공간(1b1, 1b2)을 연통하도록, 모터 스테이터(3a)와 케이싱부(2b) 내벽면(2m)측 사이에 오일과 가스의 유로부가 되는 통로(25)(25b, 25c)를 형성하고 있다.

또한, 모터 에어 갭의 극간(26)도 통로가 되고, 상기 극간(26)을 통하여 공간(1b1)과 공간(1b2)이 연통하고 있다. 이와 같은 용기 내부의 모터실(1b) 내에서 가스와 냉각유의 혼합체의 흐름에 의해, 60℃~70℃의 비교적 저온인 인젝션 오일에 의한 모터로의 직접 냉각이 가능해진다.

흡입관(17)과 고정 스크롤(5) 사이에는 고압부와 저압부를 밀봉하는 O 링(53)을 설치하고 있다. 또한, 선회 스크롤(6)의 경판의 배면에는, 스크롤 압축기부(2)와 프레임(7)으로 둘러싸인 공간인 배압실(36)이 형성되고, 이 배압실(36)에는 선회 스크롤의 경판에 천설(穿設)한 세공(細孔)(6d)을 통하여, 흡입 압력(P_s)과 토출 압력(P_d)의 중간 압력(P_b)이 도입되고, 선회 스크롤(6)을 고정 스크롤(5)에 가압하는 축 방향의 부여력을 주고 있다.

윤활유(23)는 밀폐 용기(1)의 저부에 모아지고, 이 윤활유(23)는 회전축(14) 내에 마련된 편심 구멍(13)에 의한 원심 펌프 효과에 의해 오일 빨아올림관(27)으로 빨라올려짐과 함께 회전축(14) 속을 흘러, 선회 베어링(32)에 공급된다. 상기 선회 베어링(32)에 공급되어 배출된 오일은, 롤 베어링의 주 베어링(40)에 낙하하고 프레임 하단부로 이동해서 배출관(74)에 유도되고, 저 챔버부(2c)의 오일 저장부로 되돌아오도록 된다. 한편, 상기 선회 베어링(32)에 공급되어 배출된 오일은, 환(環) 형상의 밀봉 링 구조로 이루어지는 밀봉 수단(85)을 거쳐서, 배압실(36)로 이동한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 밀봉 수단(85)에 대향하는 선회 보스 단면부에 작은 구멍의 포켓 구멍(58)이 구비되고, 상기 포켓 구멍 내의 오일이 선회 스크롤(6)의 선회 운동에 의해 간헐적으로 배압실(36) 측에 배출된다. 이와 같이 배압실(36)로 이동한 오일은, 상기 구멍(6d)을 통하여 스크롤 랩의 외선(外線)실 측만의 압축실(8a)에 주입되어 압축 가스와 혼합되고, 이어서 헬륨 가스와 함께 토출실(1a)로 토출된다.

상기 밀폐 용기(1)의 저부에는, 상기 저부의 윤활유(23)를 용기 밖으로 취출하는 오일 취출관(30)이 설치되어 있다. 밀폐 용기(1)의 저부에 모인 윤활유(23)는, 밀폐 용기(1) 내의 토출 압력(P_d)과 상기 압축실(8) 내부의 압력(P_i)(P_i1, P_i2)의 차압에 의해 오일 취출관(30)의 유입부(30a)로부터 상기 오일 취출관(30) 내에 유출해 간다. 한편, 상기 인젝션용 오일 출구부(29)의 내부 유로(30f) 내부에는, 상기 인젝션 배관 측의 스로틀부 수단(31m)과 동등한 구경으로 이루어지는 스로틀부 수단(30m)을 설치하고 있다.

오일 인젝션관(31)의 주변에 관해서는 후술하지만, 개구부(22)의 직전이 되는 내부 유로(31f) 내에 그 포트부 구경(d_o)보다 작은 지름의 스로틀부(31m)를 설치하고 있다.

도 3 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 고정 스크롤(5)은, 원판 형상의 경판(5a)과, 이것에 직립한 인볼루트 곡선(또는 이것에 근사한 곡선)으로 형성된 랩(5b)으로 이루어지고, 그 중심부에 토출구(10), 외주부에 흡입구(15)(15a, 15b)를 구비하고 있다. O_k는 좌표 중심점이고, X_k, Y_k는 좌표축이다. 점(63)과 점(64)은, 압축실을 형성하는 최외주부의 접점 위치를 나타낸다. 선회 외측 압축실(외선실)(8a)은, 선회 스크롤 랩 외측 곡선(661)과 고정 스크롤 랩 내측 곡선(561)에 의해 형성된다. 선회 내측 압축실(내선실)(8b)은, 선회 스크롤 랩 내측 곡선(662)과 고정 스크롤 랩 외측 곡선(562)에 의해 형성된다. 고정 스크롤 랩 내측 곡선(561)의 압축실을 형성하는 최외주부의 접점 위치가 되는 점(64)은, 고정 스크롤의 외측 곡선의 감김 종점(63)에 대하여 상기 고정 스크롤 내측 곡선의 감김 종점을 최대 π(원주율)㎭까지 연장한 스크롤 랩 곡선을 구비하고 있다. 이와 같은 랩 곡선에 의하면 비대칭 랩형의 압축실이 형성된다. 비대칭 랩형이란, 도 7에서 설명하면, 초승달 형상의 압축실(8a와 8b)이 차지하는 용적(환언하면 압축실의 평면적)이 동일하면서, 압력이 다른 것을 의미하는 것이므로, 압력적으로 비대칭인 관계가 되는 것이다. 이것이, 소위 비대칭 랩형 스크롤 압축기이다. 스크롤 랩 감김 종단 각도는, 인볼루트 신개각(伸開角)으로 표시해도 된다.

압축기 본체의 냉각 및 헬륨 가스의 단열 압축시의 발생열의 가스 온도의 저하 때문에, 냉각용 오일 인젝션 구조를 구비하고 있다. 상기 구조의 오일 주입용 포트(22)는, 단일 포트로서 상기 랩 기어 홈부의 중앙부보다 작고 외측에 치우쳐 설치되어 있다. 상기 포트의 구멍 지름(d_o)으로서, 상기 스크롤 랩 두께를 t라 했을 때, d_o＞t로 설정한다. 즉, 구멍이 기어로 감춰지지 않도록 한다.

참조번호 22a는 스로틀부 수단(31f)을 삽입하는 원형 구멍이다. 상기 고정 스크롤부의 기어 홈 저면(5m)에 설정한 오일 주입용 포트의 개구부(22)의 중심 위치(22f)는, 스크롤 랩 감김 종단부(63, 64)에 대하여, 스크롤 랩 감김 각도로 해서 대략 1.5π(π:원주율) 내주 측에 위치하고 있다. 즉 도 3에서 Δλ_o≒1.5π가 된다. 선회 외측 압축실(8a)의 행정 용적(Vth1)과 선회 내측 압축실(8b)의 행정 용적(Vth2)은, Vth1＞Vth2의 관계이며, 그 비 V_o＝ Vth1／Vth2 ≒ 1.1?1.2 전후가 된다. 이 때문에, 양 압축실에 주입하는 냉각 유량을 각각의 압축실(8a, 8b)로의 흡입 가스 유량(Vth1, Vth2)에 따라 인젝션하는 것이 냉각면에서 더 유효하게 된다.

이 기능과 작용을 얻기 위해, 도 4에 나타내는 바와 같이, 포트의 구멍 지름(d_o)의 중심 위치(22f)는, 상기 랩 기어 홈부의 중앙부보다 작고 외측에 치우쳐 설치되고, 고정 스크롤 내측 곡선(561) 측으로 약간 치우쳐 있다. 구체적으로는, 랩 홈 폭(D_t)에 대하여 S₂／D_t＝0.45?0.48 전후로 하고 있다.

도 5에서, 선회 스크롤(6)의 랩 외주부 선단(6k)까지 외측 곡선(661)을 형성하고, 점(82a), 점(83a)을 랩 감김 종단 각도로 하고 있다. 선회 스크롤(6)의 랩 종단부(6k)의 점(82a)과 점(83a)은 원호 반경(R₄)으로 매끄럽게 접속하고 있다. 랩 시단(始端)부(6n)는 원호 반경(R₅)으로 매끄럽게 접속하고 있다. 경판(6a)을 관통하고 있는 작은 구멍(6_d)은, 선회 스크롤(6)의 외측 곡선(661)을 따른 위치에 단수개 설정하고 있다.

도 6은 선회각 위치(θ _s1)의 상태를 나타내고, 외선실(8a)의 흡입 행정이 완료했을 때의 고정 스크롤(5)과 선회 스크롤(6)이 합체된 상태를 나타낸다. 이 때, 오일 주입용 포트(22)의 개구부는, 외선실(8a) 측에만 연통하고 있다.

도 7은 선회각 위치(θ _s2)의 상태를 나타내고, 내선실(8b)의 흡입 행정이 완료했을 때의 고정 스크롤(5)과 선회 스크롤(6)이 합체된 상태를 나타낸다. 이 때, 오일 주입용 포트(22)의 개구부는, 내선실(8b) 측에만 연통하고 있다.

도 8은 외선실(8a)의 압력 변화(P_i1)와 내선실(8b)의 압력 변화(P_i2)가 선회각으로 해서 거의 π㎭ 어긋난 압력 변화를 하는 모양을 나타낸다. 선회각 위치(θ _s1)가 외선실(8a)의 압축 개시점이며, 선회각 위치(θ _s2)가 내선실(8b)의 압축 개시점이 된다.

상기 오일 주입용 포트(22)의 개구부를 고정 스크롤부의 기어 홈 저면(5m) 위치에 설정하는 것에 의해, 도 8에 나타내는 바와 같이, 선회 외측 압축실(8a)과 상기 오일 주입용 포트(22)와 연통하는 선회 각도 범위(θ ₁)를, 선회 내측 압축실(8b)과 상기 오일 주입용 포트(22)와 연통하는 선회 각도 범위(θ ₂)에 대하여, 선회 외측 압축실의 행정 용적(Vth1)과 선회 내측 압축실의 행정 용적(Vth2)의 비 V_o＝Vth1／Vth2에 거의 같은 비율로 크게 설정한 연통 각도 범위가 되도록 할 수 있다. 도 3의 실시예의 경우는, θ ₁／θ ₂ ≒ 1.1?1.2의 관계가 된다.

도 8에서는, 오일 주입용 포트(22)의 개구부는, 외선실(8a)의 흡입 완료 위치가 되는 선회각(θ _s1)의 앞쪽의 θ ₅의 각도분부터 오일 주입 작용을 실시하고 있는 것을 나타내고 있다. 이 경우, 선회 스크롤 랩 외주부의 흡입실(5f)과 오일 주입용 포트(22)가 상기 θ ₅의 각도분만큼 간헐적으로 연통하게 되어, 흡입실(5f) 내부에서의 헬륩 가스의 냉각을 도모하고 있다. 선회 각도 범위(θ ₆)는, 오일 주입용 포트(22)(또는 도 9의 포트(228))의 개구부가 양방의 압축실(8a, 8b)에 동시에 연통하는 각도 범위를 나타낸다. 이와 같이, 상기 고정 스크롤부의 기어 홈 저면에 설정한 오일 주입용 포트가 되는 원 형상의 개구부(22)는, 상기 구멍의 중심 위치를 기어 홈 중앙에 대하여 외측으로 치우쳐 설정함으로써, 상기 흡입실(5f) 측과 연통하는 각도 범위(θ ₅)를 조정하고 있다.

도 9는 오일 주입용 포트의 개구부의 형상을 지름 방향으로 뻗는 긴 구멍 형상(228)으로 한 경우이다. 실용적으로는, 긴 구멍 치수(L₇)는, 랩 두께(t)의 2.5배 전후로 한다. 치수(L₈)는, 랩 두께(t)와 동등 이하로 설정된다. 긴 구멍 치수(L₇)를 조정하는 것에 의해, 긴 구멍 형상의 오일 주입용 포트(228)가 압축실(8a) 측과 연통하는 선회각(θ ₁)의 범위를 설정할 수 있게 된다. 한편, 원형 구멍(22)의 경우의 d_o＞t의 치수 관계, 및 긴 구멍 형상(228)에 있어서의 L₇＞t의 치수 관계로 설정하는 것에 의해, 이들 오일 주입용 포트(22, 228)가 선회 내측 압축실(8b)과 선회 외측 압축실(8a)의 양측에 연통하게 된다. 본 구조의 오일 인젝션량의 균등 분배 수단에 의해, 오일 인젝션하는 압력차(토출 압력(P_d)와 압축실 내 압력(P_i1, P_i2)의 차압)의 변동폭이 상대적으로 낮아지고, 오일 인젝션 시의 오일 충격 작용을 저감화할 수 있다. 그리고 오일 인젝션 배관의 진동 저감 더 나아가서는 배관 응력의 저하를 도모할 수 있다. 또한, 오일 인젝션 배관 내부의 유동음(맥동음)이 억제되어 압축기의 소음 저감 효과와 상기한 압축기 본체의 진동 저하를 도모할 수 있는 것이다.

도 10, 도 11은 오일 주입용 포트의 개구부의 형상으로서 지름 방향으로 뻗은 긴 구멍 형상(222)으로 하고, 상기 구멍 위치를 도 3, 도 9의 위치에 대하여 대략 1／2π 정도, 내주 측으로 더 이동한 경우의 실시예이다.

도 10은 실시예의 도 11에 있어서의 양측의 압축실(8a, 8b)과 오일 주입용 포트(222)가 연통하는 선회 각도 범위(θ ₃, θ ₄)의 모양을 나타낸다. 이 경우, 선회 외측 압축실(8a)과 상기 오일 주입용 포트(222)와 연통하는 선회 각도 범위(θ ₃)를, 선회 내측 압축실(8b)과 상기 오일 주입용 포트(222)와 연통하는 선회 각도 범위(θ ₄)를 동등의 θ ₃≒θ ₄로 하고 있다. 실용적으로는, θ ₃≒θ ₄≒200도?230도의 연통 각도 범위가 된다. 도면 중의 선회 각도 범위(θ ₇)는, 오일 주입용 포트(222)의 개구부가 양방의 압축실(8a, 8b)에 동시에 연통하는 각도 범위를 나타내고 있다.

도 3, 도 9, 도 11의 실시예에 있는 바와 같이, 실시예로서는, 고정 스크롤부의 기어 홈 저면(5m)에 설정한 오일 주입용 포트(22, 222, 228)의 개구부의 중심 위치로서, 고정 스크롤의 랩 감김 종단부(63, 64)에 대하여, 스크롤 랩 감김 각도로 해서 대략 1.5π 내지 2π만큼 내주 측의 위치에 설정하고 있는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 스크롤 랩 감김 각도의 범위로서 Δλ_o＝1.5π?2π의 관계가 되도록, 상기 오일 인젝션용 포트의 개구부를 설정하고 있다.

오일 취출관(30) 내로 유출된 오일은 외부 오일 배관(51)을 통과해서 오일 냉각기(33)에 이르고, 여기에서 적정하게 냉각된 후, 오일 배관(52)을 통해서 오일 인젝션관(31) 및 오일 주입용 포트(22)를 거쳐 압축실(8)(8a, 8b)에 주입된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 오일 인젝션관(31) 내의 압력과 토출실(1a)의 고압부를 밀봉하는 O 링(48)을 설치하고 있다.

이상의 구성에 의해, 선회 외측 압축실(외선실) 측으로의 냉각용 인젝션 유량과, 또 다른 일방 측의 선회 내측 압축실(내선실) 측으로의 냉각용 인젝션 유량을 균일하게 분배할 수 있고, 냉각성의 균일화를 도모할 수 있다. 도 12의 본 실시예의 압력 변화 곡선(P_i1, P_i2)으로 나타내는 바와 같이, 양측의 압축실(8a, 8b)로의 균등 분배에 의한 오일 인젝션 기능에 의해, 압축실 간의 냉각유에 의한 밀봉성이 향상되어, 종래 기술의 압력 변화 곡선(P_i3, P_i4)에 대하여 낮은 압력 상승 비율(압축선)이 된다. 그 결과, 선회각(θ _s3)에 있어서의 압축실 내의 압력값을 비교하면, 이웃하는 외선실(8a)과 내선실(8b)의 압축실 간의 압력차를, 종래 기술의 압력차(ΔP₁)로부터 본 실시예의 압력차(ΔP₂)로 저감할 수 있다. 이 압력차의 저감이, 내부 누설량의 저하로 이어져서, 압축 동력의 저감 효과, 및 체적 효율을 개선하게 된다. 그 결과, 압축기의 성능?효율을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 양측의 압축실(8a, 8b)에 균등 배분된 냉각유는, 양 압축실(8) 내에서 작동 가스의 냉각 기능과 밀봉 기능이 향상됨과 함께, 스크롤 랩 선단부 등의 슬라이딩부의 윤활이 고르게 효과적으로 행해지게 된다. 한편, 압축 동력이 저감되면, 베어링부 등의 슬라이딩부에 작용하는 하중이 저감되기 때문에 압축기의 신뢰성이 향상된다. 또한 베어링 하중의 저감에 의해, 롤 베어링(40, 64)의 장기 수명화에도 이바지하게 된다.

1 : 밀폐 용기
1b : 모터실
1b1, 1b2 : 공간
3 : 모터부
3a : 스테이터
3b : 로터
5 : 고정 스크롤
6 : 선회 스크롤
7 : 프레임
8 : 압축실
8a : 외선실
8b : 내선실
10 : 토출구
14 : 회전축
14a : 편심축
15 : 흡입구
17 : 흡입관
18a, 18b : 제 1 통로
20 : 토출관
22, 222, 228 : 오일 주입용 포트
23 : 윤활유
25 : 제 2 통로
30 : 오일 취출관
30f, 31f : 스로틀부
31 : 오일 인젝션관
32 : 선회 베어링
38 : 올담 기구
40 : 주 베어링

Claims

오일 인젝션관을 밀폐 용기에 관통시키고, 고정 스크롤의 경판(鏡板)부에 설치한 오일 주입용 포트에 접속한 오일 주입 기구부를 구비하고, 상기 고정 스크롤과 맞물리는 선회 스크롤로 비대칭 랩형의 압축실을 형성하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기에 있어서,
상기 오일 주입용 포트가 선회 외측 압축실에 연통(連通)하는 제 1 선회 각도 범위와,
상기 오일 주입용 포트가 선회 내측 압축실에 연통하는 제 2 선회 각도 범위가,
대략 같은 선회 각도 범위가 되도록 상기 고정 스크롤부의 기어 홈(齒溝) 저면에 상기 오일 주입용 포트의 개구부를 설정한
것을 특징으로 하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기.
오일 인젝션관을 밀폐 용기에 관통시키고, 고정 스크롤의 경판부에 설치한 오일 주입용 포트에 접속한 오일 주입 기구부를 구비하고, 상기 고정 스크롤과 맞물리는 선회 스크롤로 비대칭 랩형의 압축실을 형성하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기에 있어서,
상기 오일 주입용 포트가 선회 외측 압축실에 연통하는 제 1 선회 각도 범위를 θ ₁,
상기 오일 주입용 포트가 선회 내측 압축실에 연통하는 제 2 선회 각도 범위를 θ ₂,
상기 선회 외측 압축실의 행정 용적을 Vth1, 상기 선회 내측 압축실의 행정 용적을 Vth2라 했을 때,
θ ₁/θ ₂≒ Vth1/Vth2
가 되도록 상기 고정 스크롤부의 기어 홈 저면에 상기 오일 주입용 포트의 개구부를 설정한 것을 특징으로 하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 개구부의 중심이, 상기 기어 홈 저면의 중앙으로부터 외측에 치우쳐서 설치된 것을 특징으로 하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 개구부가, 상기 고정 스크롤의 지름 방향으로 신장한 긴 구멍 형상인 것을 특징으로 하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제 1 선회 각도 범위 및 상기 제 2 선회 각도 범위가, 200도?230도인 것을 특징으로 하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 개구부의 중심 위치를, 상기 고정 스크롤의 랩 감김 종단부에 대하여, 감김 각도로 해서 1.5π?2π[㎭]만큼 내주 측에 위치시킨 것을 특징으로 하는 헬륨용 밀폐형 스크롤 압축기.