KR20140144032A - 스크롤 압축기 - Google Patents

스크롤 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR20140144032A
KR20140144032A KR1020130065954A KR20130065954A KR20140144032A KR 20140144032 A KR20140144032 A KR 20140144032A KR 1020130065954 A KR1020130065954 A KR 1020130065954A KR 20130065954 A KR20130065954 A KR 20130065954A KR 20140144032 A KR20140144032 A KR 20140144032A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lap
scroll
fixed
wrap
orbiting
Prior art date
Application number
KR1020130065954A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102051095B1 (ko
Inventor
박인원
최세헌
이병철
유병길
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020130065954A priority Critical patent/KR102051095B1/ko
Priority to ES14171439.4T priority patent/ES2551630T3/es
Priority to EP14171439.4A priority patent/EP2813706B1/en
Priority to US14/299,077 priority patent/US9605675B2/en
Priority to CN201410255073.5A priority patent/CN104235017B/zh
Publication of KR20140144032A publication Critical patent/KR20140144032A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102051095B1 publication Critical patent/KR102051095B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C14/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/04—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents of internal-axis type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/0207—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F01C1/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
    • F04C18/0284—Details of the wrap tips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2250/00—Geometry
    • F04C2250/20—Geometry of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2250/00—Geometry
    • F04C2250/30—Geometry of the stator
    • F04C2250/301—Geometry of the stator compression chamber profile defined by a mathematical expression or by parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 랩의 흡입단에서 제1 지점까지는 흡입체적을 증대시킬 수 있도록 원곡 구간으로 형성되는 반면 제2 지점에서 랩의 토출단 부근까지는 랩두께를 두껍게 할 수 있는 대수나선 구간으로 형성됨으로써, 압축기의 체적비를 높여 압축기의 용량을 향상시키면서도 고압축비 운전으로 인한 랩의 파손을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기{SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 스크롤 압축기의 랩 형상에 관한 것이다.
일반적으로 냉매 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되고 있다. 냉매 압축기는 일정한 속도로 구동되는 등속형 압축기 또는 회전 속도가 제어되는 인버터형 압축기가 소개되고 있다.
냉매 압축기는 통상 전동기인 구동모터와 그 구동모터에 의해 작동되는 압축부가 밀폐된 케이싱의 내부공간에 함께 설치되는 경우를 밀폐형 압축기라고 하고, 구동모터가 케이싱의 외부에 별도로 설치되는 경우를 개방형 압축기라고 할 수 있다. 가정용 또는 업소용 냉동기기는 대부분 밀폐형 압축기가 사용되고 있다.
그리고 냉매 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 스크롤식, 로터리식 등으로 구분될 수 있다. 스크롤 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 고정스크롤이 고정되고, 그 고정스크롤에 선회스크롤이 맞물려 선회운동을 하면서 고정스크롤의 고정랩과 선회스크롤의 선회랩 사이에 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하게 되는 압축기이다.
스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있으면서 냉매의 흡입,압축,토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토오크를 얻을 수 있는 장점 때문에 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기는, 도 1에서와 같이 고정스크롤의 고정랩(랩의 형상은 선회랩과 동일하므로 이하에서는 선회랩을 대표예로 하여 설명한다)과 선회스크롤(1)의 선회랩(1a)이 인벌류트 형상으로 형성됨에 따라 랩이 편심지게 형성될 수밖에 없고 이로 인해 각 스크롤(미도시)(1)의 외곽부에는 압축실로 사용되지 못하는 영역(A)이 발생하게 되어 동일 직경 대비 압축 용량이 저하되거나 동일 용량 대비 압축기의 외경이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
또, 종래의 고정랩과 선회랩(1a)이 인벌류트 곡선으로 형성되는 경우 통상 랩의 두께(t)가 일정하게 되면서 용적변화율도 일정하게 된다. 따라서, 스크롤 압축기에서는 높은 체적비(즉, 고압축비)를 얻기 위해서는 랩의 권수를 늘리거나 랩의 높이를 높여야 하지만 랩의 권수가 늘어나면 압축기의 크기도 함께 커지게 되고 랩의 높이를 높이면 랩 강도가 약해져 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 고정스크롤과 선회스크롤의 외곽부까지 압축실로 활용할 수 있도록 하여 고체적비 운전이 가능한 스크롤 압축기를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 고체적비 운전에 대응하면서도 토출측에서의 랩파손이나 축방향 누설을 방지할 수 있는 스크롤 압축기를 제공하려는데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고정랩을 갖는 고정스크롤; 및 상기 고정랩과 치합되어 압축실을 형성하도록 선회랩을 가지며 상기 고정스크롤에 대해 선회운동을 하는 선회스크롤;을 포함하고, 상기 고정랩과 선회랩은 각각 흡입단에서 토출단 방향으로 원호 구간과 대수나선 구간이 구비되는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.
또, 고정랩을 갖는 고정스크롤; 및 상기 고정랩과 치합되어 압축실을 형성하도록 선회랩을 가지며 상기 고정스크롤에 대해 선회운동을 하는 선회스크롤;을 포함하고, 상기 고정랩과 선회랩의 외측면과 내측면은 각각 상기 고정랩과 선회랩의 흡입단에서 회전각을 따라 임의의 제1 지점까지는 각 랩의 중심에서 동일한 반경을 이루도록 형성되며, 임의의 제2 지점에서 회전각을 따라 토출단까지는 각 랩의 랩두께가 점진적으로 증가하도록 형성되는 스크롤 압축기가 제공될 수 있다.
본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 랩의 흡입단에서 제1 지점까지는 흡입체적을 증대시킬 수 있도록 원곡 구간으로 형성되는 반면 제2 지점에서 랩의 토출단 부근까지는 랩두께를 두껍게 할 수 있는 대수나선 구간으로 형성됨으로써, 압축기의 체적비를 높여 압축기의 용량을 향상시키면서도 고압축비 운전으로 인한 랩의 파손을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 종래 스크롤 압축기에서 선회랩의 랩 형상을 보인 평면도,
도 2는 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 보인 종단면도,
도 3 및 도 4는 도 2에 따른 스크롤 압축기에서 고정랩과 선회랩의 랩 형상을 보인 평면도,
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 고정랩과 선회랩이 결합된 상태를 보인 평면도,
도 6은 도 3 및 도 4에 따른 스크롤 압축기의 랩 형상이 적용되는 경우 압축실의 확대를 종래와 비교하여 보인 평면도,
도 7은 종래의 인벌류트 곡선으로 형성된 랩을 적용한 경우와 본 실시예의 원호 곡선으로 형성된 랩을 적용한 경우에 대해 체적비의 변화를 보인 도표.
이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 스크롤 압축기를 보인 종단면도이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 따른 스크롤 압축기에서 고정랩과 선회랩의 랩 형상을 보인 평면도이며, 도 5는 도 3 및 도 4에 따른 고정랩과 선회랩이 결합된 상태를 보인 평면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 랩 형상을 가지는 스크롤 압축기는, 밀폐용기(10)의 내부공간에 회전력을 발생하는 구동모터(20)가 설치되고, 구동모터(20)의 상측에는 메인프레임(30)이 고정 설치될 수 있다.
메인프레임(30)의 상면에는 고정스크롤(40)이 고정 설치되고, 메인프레임(30)과 고정스크롤(40) 사이에는 구동모터(20)의 크랭크축(23)에 편심 결합되어 고정스크롤(40)과 함께 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(S)을 형성하는 선회스크롤(50)이 선회 가능하게 설치될 수 있다. 그리고 고정스크롤(40)과 선회스크롤(50) 사이에는 선회스크롤(50)의 자전운동을 방지하기 위한 올담링(60)이 설치될 수 있다.
고정스크롤(40)은 그 경판부(41)의 저면에 돌출되어 후술할 선회스크롤(50)의 선회랩(52)과 함께 스크롤측 압축실(S)을 이루도록 고정랩(42)이 형성될 수 있다. 고정랩(42)의 바깥쪽 단부, 즉 고정랩(42)의 끝단측에는 흡입홈(43)이 형성되고, 고정랩(42)의 안쪽 단부, 즉 고정랩(42)의 시작단에는 토출구(44)가 형성될 수 있다.
고정랩(42)은 복수 개의 곡선으로 형성될 수 있다. 즉, 도 3에서와 같이 고정랩(42)의 바깥쪽은 원호 구간(42a)으로 형성되고, 고정랩(42)의 안쪽은 대수나선(logarithmic spiral) 구간(42b)으로 형성되며, 원호 구간과 대수나선 구간을 연결하는 다곡면 구간(42c)으로 형성될 수 있다. 고정랩의 외측면과 내측면은 서로 대응되게 형성될 수 있다.
예를 들어, 고정랩(42)의 원호 구간(42a)은 랩의 외측면 흡입단(P411)에서 임의의 외측면 제1 지점(P412)까지는 고정랩(42)의 중심(O)에서 동일한 반경을 가지는 원호 곡선으로 형성될 수 있다. 그리고 고정랩(42)의 대수나선 구간(42b)은 제2 지점(P413)에서 고정랩(42)의 흡입단(O) 또는 흡입단 부근까지는 고정랩(42)의 중심으로 갈수록 랩 두께가 두꺼워지는, 즉 제2 지점(P413) 부근에서의 랩 두께(t1)에 비해 흡입단(O) 부근에서의 랩 두께(t2)가 두꺼워지면서 나선형으로 말리는 대수나선 곡선으로 형성될 수 있다. 다곡면 구간(52c)은 원호 구간과 대수나선 구간을 연속되는 복수 개의 곡선으로 연결하여 형성될 수 있다.
여기서, 랩의 내측면 흡입단(421)에서 임의의 제1 지점(422), 내측면 제2 지점(423)에서 내측면 토출단(O)까지, 그리고 내측면 제1 지점(422)에서 제2 지점(423)까지는 외측면과 마찬가지로 원호 구간(42a), 대수나선 구간(42b), 다곡면 구간(42c)으로 형성될 수 있다.
그리고 고정랩(42)의 원호 구간(42a)은 압축공간이 외곽으로 벌어지는 만큼 랩두께(t3)가 흡입단에서 제1 지점까지는 일정하게 두꺼워지다가 연결 구간(42c)에서는 대수나선 구간으로 갈수록 얇아지는 형상으로 형성될 수 있다. 대수나선 구간(42b)의 랩두께는 최대 5.7mm 정도가 되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 고체적비 설계시 토출압력이 상승하더라도 랩두께가 증가함에 따라 고정랩의 시작단 부근이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 고정랩(42)의 원호 구간(42a)은 적어도 끝단에서 회전각 기준으로 180°이상까지 지속되는 것이 바람직할 수 있다. 원호 구간이 180°미만인 경우는 고정스크롤(40)의 외주연을 충분히 활용하지 못하면서 흡입체적을 확대시키는데 한계가 있을 수 있다.
그리고 고정랩(42)의 원호 구간(42a)은 적어도 360°미만, 더 정확하게는 대략 300°미만까지만 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 원호 구간(42a)이 너무 길게 형성되는 경우에는 대수나선 구간(42b)의 시작점, 즉 제2 지점(P413)이 고정랩(42)의 끝단과 너무 근접하게 위치하면서 랩을 형성하기가 난해할 뿐만 아니라 압축실이 원활하게 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 원호 구간(42a)은 선회스크롤(52)의 외주연을 충분히 활용하면서도 압축실이 원활하게 형성될 수 있는 범위, 즉 대략 고정랩(42)의 끝단에서 180 ~ 300°범위까지 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
그리고 고정랩(42)의 중앙에는 양쪽 압축실(S)에서 압축되는 냉매를 토출시키는 토출구(44)가 형성되고, 토출구(44)의 주변에는 압축되는 냉매의 일부를 미리 바이패스시키는 바이패스 구멍(45)이 형성될 수 있다.
바이패스 구멍(45)의 직경은 적어도 대수나선 구간(42b)의 최소 랩두께보다는 작게, 대략 4.2mm 정도가 되도록 형성될 수 있다. 이는 기존의 인벌류트 랩의 경우 바이패스 구멍이 대략 3mm 내외인 점에 비교할 때 과압축되는 냉매가 신속하게 바이패스 될 수 있어 과압축을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 선회스크롤(52)은 메인프레임(30)과 고정스크롤(41) 사이에서 선회운동을 하도록 원판모양으로 경판부(51)이 형성되고, 경판부(51)의 상면에는 고정랩(42)과 맞물려 압축실(S)을 형성하는 선회랩(52)이 형성되며, 경판부(51) 저면에는 회전축(23)과 결합되는 보스부(53)가 돌출 형성될 수 있다.
선회랩(52)은 고정랩(42)과 대응하도록 복수 개의 곡선으로 형성될 수 있다. 즉, 도 4에서와 같이, 선회랩(52)의 바깥쪽은 원호 구간(52a)으로 형성되고, 선회랩(52)의 안쪽은 대수나선 구간(52b)으로 형성되며, 원호 구간과 대수나선 구간을 연결하는 다곡면 구간(52c)으로 형성될 수 있다. 고정랩의 외측면과 내측면은 서로 대응되게 형성될 수 있다..
예를 들어, 선회랩(52)은 랩의 외측면 토출단(P511)에서 임의의 제1 지점(P512)까지는 선회랩(52)의 중심(O')에서 동일한 반경을 가지는 원호 구간(52a)이 형성되고, 제2 지점(P513)에서 선회랩(52)의 토출단(O') 또는 토출단 부근까지는 선회랩(52)의 중심으로 갈수록 점차 랩의 두께가 두꺼워지면서 나선형으로 말리는 대수나선 구간(52b)이 형성될 수 있다. 그리고 다곡면 구간(52c)은 원호 구간과 대수나선 구간을 연속되는 복수 개의 곡선으로 연결하여 형성될 수 있다. 여기서, 랩의 내측면 흡입단(521)에서 임의의 제1 지점(522), 내측면 제2 지점(523)에서 내측면 토출단(O')까지, 그리고 내측면 제1 지점(522)에서 제2 지점(523)까지는 외측면과 마찬가지로 원호 구간(52a), 대수나선 구간(52b), 다곡면 구간(52c)으로 형성될 수 있다.
그리고 선회랩(52)의 원호 구간(52a)은 랩두께가 동일하게 형성되는 반면 대수나선 구간(52b)은 제1 지점(P512)(P522)에서 제2 지점(P513)(P523)으로 갈수록 랩두께가 점진적으로 두껍게 형성될 수 있다. 이에 따라, 고체적비 설계시 토출압력이 상승하더라도 랩두께가 증가함에 따라 선회랩의 시작단 부근이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도면중 미설명 부호인 11은 흡입공간, 12는 토출공간, 21은 고정자, 22는 회전자이다.
상기와 같은 본 실시예에 의한 랩 형상을 갖는 스크롤 압축기에서, 구동모터(20)에 전원이 인가되면 회전축(23)이 회전자(22)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(52)에 회전력을 전달하게 된다.
그러면 선회스크롤(52)은 올담링(60)에 의해 메인프레임(30)에 지지된 상태로 편심 거리만큼 선회운동을 하면서 고정랩(42)과 선회랩(52) 사이에 연속으로 이동하는 두 개 한 쌍의 압축실(S)이 형성하게 된다.
그러면 압축실(S)은 선회스크롤(52)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매를 압축하고, 이 압축된 냉매는 최종 압축실에 연통된 토출구(44)를 통해 밀폐용기(10)의 토출공간(12)으로 토출되는 일련의 과정을 반복한다.
여기서, 스크롤 압축기는 난방 운전시 고압축비 운전이 필요하다. 스크롤 압축기가 고압축비 운전을 하기 위해서는 흡입체적이 토출체적에 비해 현저하게 커져야 한다. 하지만, 스크롤 압축기의 랩 특성상 랩의 설계시 압축실 체적이 이미 결정된다. 종래에는 스크롤 압축기의 압축실 체적을 늘리기 위해 랩의 권수를 늘리거나 흡입측에 비해 토출측의 경판 높이를 높였지만, 랩의 권수가 증가하면 압축기 크기가 커지게 되고 토출측의 경판높이가 높아지면 랩의 횡방향 강성이 약해질 수 있다.
이를 감안하여, 본 실시예에서는 랩의 흡입측 흡입단((P411)(P421))((P511)(P521))에서 제1 지점((P412)(P421))((P512)(P522))까지는 흡입체적을 증대시킬 수 있도록 원곡 구간으로 형성되는 반면 제2 지점((P413)(P423))((P513)(P523))에서 랩의 토출단(O)(O') 부근까지는 랩두께를 두껍게 할 수 있는 대수나선 구간으로 형성됨으로써, 압축기의 체적비를 높여 압축기의 용량을 향상시키면서도 고압축비 운전으로 인한 랩의 파손을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.
이에 따라, 도 6에서와 같이 선회랩(52)이 선회스크롤(50)의 경판부(51) 외주연으로 빗금친 면적(B)만큼 확대되어 그만큼 흡입체적이 확장되면서 고체적비 설계가 가능하게 될 수 있다.
도 7은 종래의 인벌류트 곡선으로 형성된 랩을 적용한 경우와 본 실시예의 원호 곡선으로 형성된 랩을 적용한 경우에 대해 체적비의 변화를 보인 도표이다. 이에 도시된 바와 같이 종래에 비해 본 실시예의 경우 A-path(S1)에서는 흡입면적이 대략 12.0% 상승하는 한편 B-path(S2)에서는 흡입면적이 대략 15.6% 상승되는 것을 알 수 있다. 이에 따라 체적비가 A-path는 대략 2.7에서 3.02로, B-path는 대략 2.69에서 3.11로 각각 상승하는 것을 알 수 있다.
본 실시예에서는 종형 저압식 스크롤 압축기를 일실시예로 살펴보았으나, 고압식 스크롤이나 횡형 스크롤 압축기 등 모든 스크롤 압축기의 스크롤에 동일하게 적용될 수 있다.
40 : 고정스크롤 42 : 고정랩
42a : 원호 구간 42b : 대수나선 구간
42c : 다곡면 구간 50 : 선회스크롤
52 : 선회랩 52a : 원호 구간
52b : 대수나선 구간 52c : 다곡면 구간

Claims (7)

  1. 고정랩을 갖는 고정스크롤; 및
    상기 고정랩과 치합되어 압축실을 형성하도록 선회랩을 가지며 상기 고정스크롤에 대해 선회운동을 하는 선회스크롤;을 포함하고,
    상기 고정랩과 선회랩은 각각 흡입단에서 토출단 방향으로 원호 구간과 대수나선 구간이 구비되는 스크롤 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원호 구간과 대수나선 구간 사이는 다수 개의 곡선을 연속으로 연결하여서된 다곡면 구간으로 형성되는 스크롤 압축기.
  3. 고정랩을 갖는 고정스크롤; 및
    상기 고정랩과 치합되어 압축실을 형성하도록 선회랩을 가지며 상기 고정스크롤에 대해 선회운동을 하는 선회스크롤;을 포함하고,
    상기 고정랩과 선회랩의 외측면과 내측면은 각각 상기 고정랩과 선회랩의 흡입단에서 회전각을 따라 임의의 제1 지점까지는 각 랩의 중심에서 동일한 반경을 이루도록 형성되며, 임의의 제2 지점에서 회전각을 따라 토출단까지는 각 랩의 랩두께가 점진적으로 증가하도록 형성되는 스크롤 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 지점과 제2 지점 사이는 다수 개의 곡선을 연속으로 연결하여서된 다곡면 구간으로 형성되는 스크롤 압축기.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 원호 구간은 상기 랩의 흡입단에서 회전각을 기준으로 180 ~ 300°범위까지 형성되는 스크롤 압축기.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 원호 구간의 최대 랩두께 대비 상기 대수나선 구간의 최대 랩두께의 비가 1.5 ~ 1.8배가 되도록 형성되는 스크롤 압축기.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 고정스크롤 또는 선회스크롤에는 압축된 냉매를 토출시키는 토출구가 형성되고, 상기 고정스크롤 또는 선회스크롤에는 압축되는 냉매의 일부가 토출구에 도달하기 전에 바이패스 시키는 바이패스 구멍이 형성되며,
    상기 바이패스 구멍의 직경은 상기 대수나선 구간의 랩두께 대비 0.6 ~ 0.8배가 되도록 형성되는 스크롤 압축기.
KR1020130065954A 2013-06-10 2013-06-10 스크롤 압축기 KR102051095B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130065954A KR102051095B1 (ko) 2013-06-10 2013-06-10 스크롤 압축기
ES14171439.4T ES2551630T3 (es) 2013-06-10 2014-06-06 Compresor de espiral
EP14171439.4A EP2813706B1 (en) 2013-06-10 2014-06-06 Scroll compressor
US14/299,077 US9605675B2 (en) 2013-06-10 2014-06-09 Scroll compressor with an arcuate and a logarithmic spiral sections
CN201410255073.5A CN104235017B (zh) 2013-06-10 2014-06-10 涡旋式压缩机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130065954A KR102051095B1 (ko) 2013-06-10 2013-06-10 스크롤 압축기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140144032A true KR20140144032A (ko) 2014-12-18
KR102051095B1 KR102051095B1 (ko) 2019-12-02

Family

ID=50932984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130065954A KR102051095B1 (ko) 2013-06-10 2013-06-10 스크롤 압축기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9605675B2 (ko)
EP (1) EP2813706B1 (ko)
KR (1) KR102051095B1 (ko)
CN (1) CN104235017B (ko)
ES (1) ES2551630T3 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017188574A1 (ko) * 2016-04-26 2017-11-02 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
US10648470B2 (en) 2016-04-26 2020-05-12 Lg Electronics Inc. Scroll compressor having wrap with an offset portion
CN113464428A (zh) * 2020-03-31 2021-10-01 株式会社丰田自动织机 涡旋式压缩机

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107084140A (zh) * 2016-02-15 2017-08-22 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 涡旋流体通道压气机
JP6701895B2 (ja) * 2016-04-01 2020-05-27 ダイキン工業株式会社 スクロール圧縮機
KR102481368B1 (ko) 2016-04-26 2022-12-26 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR102385789B1 (ko) * 2017-09-01 2022-04-13 삼성전자주식회사 스크롤 압축기
JP6956131B2 (ja) * 2019-03-28 2021-10-27 株式会社豊田自動織機 スクロール型圧縮機
WO2021020858A1 (en) 2019-07-30 2021-02-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Scroll compressor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0105684A1 (en) * 1982-09-26 1984-04-18 Sanden Corporation Scroll type refrigerant compressor with improved spiral element
WO2002068824A2 (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Mat Automotive Inc. Scroll type compressor apparatus with adjustable axial gap and bimetallic orbital scroll
WO2008152055A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 D.V.P. Vacuum Technology S.R.L. Orbiting-spiral scroll pump or compressor
KR20130003960A (ko) * 2011-07-01 2013-01-09 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58170884A (ja) * 1982-03-31 1983-10-07 Toshiba Corp スクロ−ル型圧縮機
KR0168867B1 (ko) * 1991-12-20 1999-01-15 가나이 쯔또무 스크롤형 유체기계, 스크롤부재 및 그 가공방법
JP2910457B2 (ja) * 1992-09-11 1999-06-23 株式会社日立製作所 スクロール流体機械
JPH06323268A (ja) * 1993-05-14 1994-11-22 Tokico Ltd スクロール式流体機械
JP3543367B2 (ja) * 1994-07-01 2004-07-14 ダイキン工業株式会社 スクロール圧縮機
TW316940B (ko) * 1994-09-16 1997-10-01 Hitachi Ltd
JPH0953577A (ja) * 1995-08-17 1997-02-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロール型流体機械
JP3635794B2 (ja) * 1996-07-22 2005-04-06 松下電器産業株式会社 スクロール気体圧縮機
US6149411A (en) * 1999-01-27 2000-11-21 Carrier Corporation Variable flank relief for scroll wraps
JP3747358B2 (ja) * 1999-06-23 2006-02-22 株式会社日立製作所 スクロール形流体機械の製作方法
CN1164871C (zh) * 2000-10-23 2004-09-01 Lg电子株式会社 涡卷压缩机
US20120045357A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Po-Chuan Huang High effieiency scroll compressor with spiral compressor blades of unequal thickness
KR102271336B1 (ko) * 2014-11-21 2021-07-01 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0105684A1 (en) * 1982-09-26 1984-04-18 Sanden Corporation Scroll type refrigerant compressor with improved spiral element
WO2002068824A2 (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Mat Automotive Inc. Scroll type compressor apparatus with adjustable axial gap and bimetallic orbital scroll
WO2008152055A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 D.V.P. Vacuum Technology S.R.L. Orbiting-spiral scroll pump or compressor
KR20130003960A (ko) * 2011-07-01 2013-01-09 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017188574A1 (ko) * 2016-04-26 2017-11-02 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
CN107313932A (zh) * 2016-04-26 2017-11-03 Lg电子株式会社 涡旋式压缩机
US10533551B2 (en) 2016-04-26 2020-01-14 Lg Electronics Inc. Scroll compressor having wrap with reinforcing portion
US10648470B2 (en) 2016-04-26 2020-05-12 Lg Electronics Inc. Scroll compressor having wrap with an offset portion
US11209001B2 (en) 2016-04-26 2021-12-28 Lg Electronics Inc. Scroll compressor having wrap with reinforcing portion
US11408423B2 (en) 2016-04-26 2022-08-09 Lg Electronics Inc. Scroll compressor
CN113464428A (zh) * 2020-03-31 2021-10-01 株式会社丰田自动织机 涡旋式压缩机
CN113464428B (zh) * 2020-03-31 2022-11-01 株式会社丰田自动织机 涡旋式压缩机

Also Published As

Publication number Publication date
EP2813706A1 (en) 2014-12-17
US20140363325A1 (en) 2014-12-11
EP2813706B1 (en) 2015-09-23
CN104235017B (zh) 2017-04-12
CN104235017A (zh) 2014-12-24
US9605675B2 (en) 2017-03-28
ES2551630T3 (es) 2015-11-20
KR102051095B1 (ko) 2019-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140144032A (ko) 스크롤 압축기
KR102273425B1 (ko) 스크롤 압축기
JP4379489B2 (ja) スクロール圧縮機
RU2560647C1 (ru) Спиральный компрессор
US10851782B2 (en) Rotary-type compressor
JP2007170253A (ja) スクロール圧縮機
EP2726742B1 (en) Scroll compressor
JPH04140492A (ja) ガス圧縮装置
WO2010125961A1 (ja) スクロール圧縮機
KR101688147B1 (ko) 스크롤 압축기
US20220220960A1 (en) Scroll compressor including end-plate side stepped portions of each of the scrolls corresponding to wall-portion side stepped portions of each of the scrolls
JPWO2019229989A1 (ja) スクロール圧縮機
JP6906887B2 (ja) スクロール流体機械
JP6409910B1 (ja) スクロール圧縮機
KR20090012618A (ko) 스크롤 압축기
WO2008007612A1 (fr) compresseur à spirales
KR102060470B1 (ko) 2단 압축기
KR20130028567A (ko) 스크롤 압축기
US8967987B2 (en) Scroll compressor having at least one bypass hole
JP6008516B2 (ja) スクロール圧縮機
EP2375076B1 (en) Rotational speed control for a scroll compressor
KR100678845B1 (ko) 스크롤압축기의 소음저감장치
JP3913072B2 (ja) スクロール型圧縮機
JP5916419B2 (ja) スクロール圧縮機
JP2004019620A (ja) スクロール圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant