KR20160102151A - 스크롤 유체 기계 - Google Patents

Abstract

선회 스크롤(3)은 기판부(12)의 양면에 소용돌이형상의 선회 랩(5)이 형성되어 있다. 하우징(2)은 선회 랩(5)이 선회 가능하게 수용되는 수용 구멍(6)을 구비하고, 그 수용 구멍(6)보다 외측에 있어서 선회 스크롤(3)의 외주부를 둘레 방향 3개소 이상에서 크랭크축(18)에 의해 선회 가능하게 유지한다. 고정 스크롤(4)은 단판(20)의 편면에 소용돌이형상의 고정 랩(7)이 형성되어 있다. 고정 랩(7)을 선회 랩(5)과 맞물려서 선회 스크롤(3)을 끼우도록 하우징(2)에 고정 스크롤(4)이 착탈 가능하게 설치되어 있다.

Description

스크롤 유체 기계{SCROLL FLUID MACHINE}

본 발명은 압축기, 팽창기 또는 블로어 등으로서 사용되는 스크롤 유체 기계에 관한 것이다.

종래, 하기 특허문헌 1에 개시되는 스크롤 압축기가 알려져 있다. 이 스크롤 압축기는 한 쌍의 고정 스크롤(1, 2), 선회 스크롤(3), 구동축(5) 및 보조 구동축(6)을 구비한다. 고정 스크롤(1, 2)은 경판(1a, 2a)의 편면에 소용돌이형상의 고정 랩(1b, 2b)이 형성되어 있다. 선회 스크롤(3)은 경판(3a)의 양면에 소용돌이형상의 선회 랩(3b, 3c)이 형성되어 있다. 고정 랩(1b, 2b)과 선회 랩(3b, 3c)을 맞물리게 한 상태에서 한 쌍의 고정 스크롤(1, 2)에 의해 선회 스크롤(3)이 끼워진다. 구동축(5)과 보조 구동축(6)에는 축방향 중도부에 편심축부가 형성되어 있고, 그 편심축부에 선회 스크롤(3)이 베어링(11a, 11b)을 통해 유지된다. 구동축(5)의 회전은 타이밍 벨트(17)를 구비한 회전 동기 기구를 통해 보조 구동축(6)에 전달되어 고정 스크롤(1, 2)에 대하여 선회 스크롤(3)이 선회한다. 이것에 따라 흡입구(22)로부터 기체를 흡입하여 압축해서 토출구(10)로 토출한다.

또한, 고정 스크롤(1, 2)의 경판(1a, 2a)으로부터 연출(延出)되는 고정 랩(1b, 2b)의 선단부에 선회 스크롤(3)의 경판(3a)과의 간극을 메우는 팁 시일(1c, 2c)이 설치되는 한편, 선회 스크롤(3)의 경판(3a)으로부터 연출되는 선회 랩(3b, 3c)의 선단부에 고정 스크롤(1, 2)의 경판(1a, 2a)과의 간극을 메우는 팁 시일(3d, 3e)이 설치된다.

일본 특허 제3754237호 공보

종래의 스크롤 유체 기계의 경우, 내부의 유지 보수를 행하려고 하면 고정 스크롤에 대한 선회 스크롤의 베어링부의 착탈을 수반하는 대규모인 분해 작업이 필요하며, 유저에게 있어서 용이하게 작업할 수 없다. 따라서, 표면 처리나 소재에 기인한 부품의 교환이나 재처리, 이물 물림의 해소, 내부의 청소 등을 용이하게 행할 수 없다. 예를 들면, 고정 랩이나 선회 랩에 설치되는 팁 시일은 슬라이딩에 의해 마모되는 소모 부품이어서 정기적인 교환이 필요하지만, 이 팁 시일을 용이하게 교환할 수 없다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 발명과 같이 선회 스크롤의 직경 방향으로 대향한 개소에 구동축과 보조 구동축의 2개의 구동축을 배치하는 구성에서는 구동축 사이를 연결한 방향(특허문헌 1의 도 1의 좌우 방향)의 한쪽 또는 다른 쪽으로 선회 스크롤이 가장 이동했을 때 사점을 발생시키는 것이 되기 때문에 상술한 회전 동기 기구가 필수가 되고, 구동축뿐만 아니라 보조 구동축에도 회전 구동력을 부여할 필요가 있다. 그리고, 이것에 따라 선회 스크롤로부터 고정 스크롤을 분리하는 데에는 회전 동기 기구의 분해도 필요해지고, 내부의 유지 보수를 한층 더 곤란하게 하고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대규모인 분해를 필요로 하는 일 없이 용이하게 선회 스크롤로부터 고정 스크롤을 분리할 수 있고, 그것에 의해 내부의 유지 보수가 용이한 스크롤 유체 기계를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 청구항 1에 기재된 발명은 기판부의 양면에 소용돌이형상의 선회 랩이 형성된 선회 스크롤과, 상기 선회 랩이 선회 가능하게 수용되는 수용 구멍을 구비하고, 상기 수용 구멍의 축선과 수직으로 상기 기판부가 배치되어 상기 기판부의 외주부에 있어서 상기 선회 스크롤을 둘레 방향 3개소 이상에서 크랭크축에 의해 선회 가능하게 유지하는 하우징과, 단판의 편면에 소용돌이형상의 고정 랩이 형성되고, 상기 고정 랩을 상기 선회 랩과 맞물리게 해서 상기 선회 스크롤을 끼우도록 상기 하우징에 착탈 가능하게 형성되는 한 쌍의 고정 스크롤를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체 기계이다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면 선회 스크롤은 선회 랩을 하우징의 수용 구멍 내에 배치해서 하우징에 선회 가능하게 유지된다. 한편, 고정 스크롤은 하우징의 수용 구멍을 닫도록 하우징에 착탈 가능하게 설치된다. 따라서, 하우징에 대한 선회 스크롤의 베어링부를 분해하는 일 없이 하우징으로부터 고정 스크롤을 용이하게 분리할 수 있고, 내부의 유지 보수도 용이하게 행해진다. 또한, 선회 스크롤을 둘레 방향 3개소 이상에서 크랭크축에 의해 하우징에 유지하므로 선회 스크롤의 회전시에 사점을 발생시킬 일이 없다.

청구항 2에 기재된 발명은 상기 선회 랩에는 상기 기판부로부터의 연출 선단부에 상기 선회 랩의 소용돌이를 따라 상기 고정 스크롤의 단판과의 간극을 메우는 팁 시일이 착탈 가능하게 설치되고, 상기 고정 랩에는 상기 단판으로부터의 연출 선단부에 상기 고정 랩의 소용돌이를 따라 상기 선회 스크롤의 기판부와의 간극을 메우는 팁 시일이 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 스크롤 유체 기계이다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면 하우징에 대한 선회 스크롤의 베어링부를 분해하는 일 없이 하우징으로부터 고정 스크롤을 용이하게 분리할 수 있고, 고정 랩이나 선회 랩의 각 팁 시일의 교환이 용이하게 행해진다.

청구항 3에 기재된 발명은 상기 고정 스크롤의 단판에 상기 고정 랩을 둘러싸도록 원통형상의 외주 랩이 형성되고, 상기 외주 랩에는 상기 단판으로부터의 연출 선단부에 상기 외주 랩의 둘레 방향을 따라 상기 선회 스크롤의 기판부와의 간극을 메우는 외부 시일이 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 스크롤 유체 기계이다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면 하우징에 대한 선회 스크롤의 베어링부를 분해하는 일 없이 하우징으로부터 고정 스크롤을 용이하게 분리할 수 있어 외주 랩의 외부 시일의 교환이 용이하게 행해진다.

청구항 4에 기재된 발명은 상기 하우징에는 상기 수용 구멍의 축방향 중도부에 한 쌍의 플랜지가 상기 수용 구멍의 축방향으로 이격됨과 아울러 상기 수용 구멍 내측으로 연출해서 형성되고, 상기 선회 스크롤의 외주부는 상기 한 쌍의 플랜지 사이의 개구를 통해 상기 하우징의 상기 수용 구멍보다 외측에 있어서 상기 크랭크축에 의해 상기 고정 스크롤에 대하여 선회 가능하게 유지되고, 상기 하우징의 플랜지에 상기 고정 스크롤의 단판이 겹쳐서 착탈 가능하게 고정되고, 상기 하우징의 둘레 방향 3개소 이상에 설치되는 크랭크축 중 1개에만 회전 구동력이 부여되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 스크롤 유체 기계이다.

청구항 4에 기재된 발명에 의하면 하우징의 수용 구멍에 형성한 플랜지에 대하여 고정 스크롤을 착탈할 수 있다. 플랜지는 수용 구멍의 축방향 중도부에 형성되므로 수용 구멍 내에 고정 스크롤의 단판을 배치해서 부착할 수 있어 콤팩트하게 조립할 수 있다. 또한, 하우징의 둘레 방향 3개소 이상에 설치되는 크랭크축 중 1개에만 회전 구동력이 부여되어 회전 동기 기구가 불필요하다. 즉, 압축기나 블로어로서 사용하는 경우에도 회전 동기 기구를 사용해서 모든 크랭크축에 회전 구동력을 부여할 필요는 없고, 1개의 크랭크축에만 회전 구동력이 부여되는(즉, 입력되는) 것만으로 좋다. 한편, 팽창기로서 사용하는 경우에도 유체에 의해 선회 스크롤을 회전시켜서 1개의 크랭크축에만 회전 구동력이 부여되는(즉, 출력되는) 구성으로 할 수 있다. 어느 것으로 해도 회전 동기 기구를 설치할 필요가 없고, 회전 동기 기구가 없는 분만큼 구성이 간이해질 뿐만 아니라 하우징에 대한 고정 스크롤의 착탈도 용이해진다.

또한, 청구항 5에 기재된 발명은 상기 선회 스크롤은 상기 크랭크축을 통해 상기 하우징에 유지되는 선회 스크롤 베이스와, 상기 선회 스크롤 베이스의 중앙부 양면에 설치되는 선회 스크롤 본체로 이루어지고, 상기 선회 스크롤 본체는 상기 선회 랩을 구비함과 아울러 상기 선회 스크롤 베이스에 대하여 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 스크롤 유체 기계이다.

청구항 5에 기재된 발명에 의하면 하우징에 베어링 유지된 선회 스크롤 베이스에 대하여 선회 랩을 구비하는 선회 스크롤 본체가 착탈 가능하기 때문에 선회 스크롤 베이스로부터 선회 스크롤 본체를 분리함으로써 선회 스크롤 본체의 유지 보수가 용이해진다. 즉, 한 쌍의 선회 스크롤 본체를 하나씩 개별적으로 취급할 수 있으므로 유지 보수가 용이해진다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면 대규모인 분해를 필요로 하는 일 없이 용이하게 선회 스크롤로부터 고정 스크롤을 분리할 수 있고, 그것에 의해 내부의 유지 보수가 용이한 스크롤 유체 기계를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스크롤 유체 기계의 일실시예를 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 스크롤 유체 기계의 저면도이다.
도 3은 도 1에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.
도 4는 도 3의 부분 확대도이며, 하우징으로부터 고정 스크롤을 분리한 상태를 나타내고 있다.

이하, 본 발명의 구체적 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1로부터 도 4는 본 발명의 스크롤 유체 기계(1)의 일실시예를 나타내는 개략도이며, 도 1은 평면도, 도 2는 저면도, 도 3은 도 1에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ 단면도, 도 4는 도 3의 부분 확대도이며 일부를 분해해서 나타내고 있다. 또한, 이하에 있어서, 설명의 편의상 도 3(엄밀히는 Ⅲ-Ⅲ 단면도이기 때문에 그 좌반분 또는 우반분)에 있어서의 상하 및 좌우로서 방향을 서술하는 경우가 있지만, 이 방향은 스크롤 유체 기계(1)의 자세를 한정하는 취지는 아니다.

도 3에 나타내는 바와 같이 본 실시예의 스크롤 유체 기계(1)는 하우징(2)과, 이 하우징(2)에 선회 가능하게 유지되는 선회 스크롤(3)과, 상기 하우징(2)에 착탈 가능하게 고정되는 한 쌍의 고정 스크롤(4)을 구비한다.

하우징(2)은 본 실시예에서는 두꺼운 단원통형상으로 형성되고, 그 중앙의 관통 구멍은 선회 스크롤(3)의 선회 랩(5)을 선회 가능하게 수용하는 수용 구멍(6)으로 된다. 이 수용 구멍(6)에는 선회 스크롤(3)의 선회 랩(5) 외에 고정 스크롤(4)의 고정 랩(7)도 수용된다.

하우징(2)의 둘레측벽에는 축방향 중도부의 내주면에 개구해서 중공부(8)가 둘레 방향을 따라 형성됨과 아울러 내주면에는 중공부(8)의 개구(9)를 사이에 둔 축방향 양측에 플랜지(10)가 지름 방향 내측으로 연출해서 형성되어 있다. 보다 구체적으로는 하우징(2)의 둘레측벽에는 둘레 방향을 따라 연속적으로 중공부(8)가 형성되어 있고, 그 중공부(8)는 둘레측벽의 내주면 상하 방향 중앙부에 둘레 방향을 따라 연속적으로 개구하고 있고, 그 개구(9)를 사이에 둔 상하에 원환형상의 판형상의 플랜지(10)가 지름 방향 내측으로 연출해서 일체 형성되어 있다.

또한, 본 실시예에서는 하우징(2)은 상하 2개의 부재로 구성되어 있다. 구체적으로는 하우징(2)은 도 3에 있어서, 상방에 배치되는 상측 하우징재(2A)와, 하방에 배치되는 하측 하우징재(2B)로 구성되어 있다. 상술한 상하 한 쌍의 플랜지(10) 중 상방의 플랜지(10)는 상측 하우징재(2A)에 형성되고, 하방의 플랜지(10)는 하측 하우징재(2B)에 형성되어 있다. 양쪽 하우징재(2A, 2B)는 외주부에 있어서 나사(11)(도 1)에 의해 착탈 가능하게 일체화된다.

선회 스크롤(3)은 원판형상의 기판부(12)의 양면에 소용돌이형상의 선회 랩(5)이 형성되어 구성된다. 본 실시예에서는 선회 스크롤(3)은 하우징(2)에 선회 가능하게 유지되는 선회 스크롤 베이스(13)와, 그 선회 스크롤 베이스(13)의 중앙부의 상하에 고정되는 한 쌍의 선회 스크롤 본체(14)로 구성된다. 단, 경우에 따라 선회 스크롤 베이스(13)는 한 쌍의 선회 스크롤 본체(14) 내의 한쪽 또는 양쪽과 일체 형성되어도 좋다.

선회 스크롤 베이스(13)는 원환형상의 판형상부(15)를 구비하고, 그 중앙부의 둥근 구멍(16)은 상하 양면에 있어서 확경되어 있다. 그리고, 그 확경 구멍(16a)에는 선회 스크롤 본체(14)의 단판(17)이 끼워 넣어져서 고정된다.

원환형상의 판형상부(15)의 외주부에는 둘레 방향 등간격의 3개소에 크랭크축(18)으로의 부착 통(19)이 일체 형성되어 있다. 부착 통(19)은 축선을 상하 방향을 따라 배치되어 있다. 부착 통(19)의 상하 방향 치수는 판형상부(15)의 상하 방향 치수(두께)보다 크게 형성되어 있다.

각 선회 스크롤 본체(14)는 원판형상의 단판(17)의 편면에 그 판면과 수직으로 1개 또는 복수개의 판형상의 선회 랩(5)이 형성되어 있다. 구체적으로는 도 3에 있어서, 상측의 선회 스크롤 본체(14)는 단판(17)의 상면에 상방을 향해서 선회 랩(5)이 형성되어 있고, 하측의 선회 스크롤 본체(14)는 단판(17)의 하면에 하방을 향해서 선회 랩(5)이 형성되어 있다. 이때, 각 선회 랩(5)은 단판(17)의 중앙부로부터 외주부를 향해서 인벌류트 곡선의 소용돌이형상으로 만곡해서 형성되어 있다. 각 선회 랩(5)에는 단판(17)으로부터의 연출 선단부(상측의 선회 랩(5)의 상단부, 하측의 선회 랩(5)의 하단부)에 고정 스크롤(4)의 단판(20)과의 간극을 메우기 위한 팁 시일(21)이 착탈 가능하게 소용돌이를 따라 설치되어 있다.

각 선회 스크롤 본체(14)는 그 단판(17)이 선회 스크롤 베이스(13)의 확경 구멍(16a)에 끼워 넣어져서 나사(도시 생략)에 의해 선회 스크롤 베이스(13)에 착탈 가능하게 고정된다. 이것에 의해 선회 스크롤 베이스(13)의 판형상부(15)와 선회 스크롤 본체(14)의 단판(17)이 일체화되어 선회 스크롤(3)의 기판부(12)를 구성한다. 그리고, 선회 스크롤(3)은 그 기판부(12)의 양면에 선회 랩(5)이 형성된 형상이 된다. 또한, 상하의 선회 스크롤 본체(14)의 단판(17) 사이에는 지름 방향 중앙부에 원통형상의 스페이서(22)가 설치되어 각 선회 스크롤 본체(14)의 휘어짐이 방지된다.

선회 스크롤(3)은 하우징(2)의 수용 구멍(6)에 선회 랩(5)을 배치한 상태에서 수용 구멍(6)의 축선과 수직으로 기판부(12)가 배치된다. 이때, 기판부(12)의 외주부는 하우징(2)의 플랜지(10) 사이의 개구(9)를 통해 수용 구멍(6)보다 바깥 쪽으로 연출된다. 그리고, 선회 스크롤(3)은 둘레 방향 등간격의 3개소에 설치한 부착 통(19)에 있어서 크랭크축(18)을 통해 하우징(2)에 선회 가능하게 유지된다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 크랭크축(18)은 하우징(2)의 둘레 방향 등간격의 3개소에 형성된다. 도 3에 나타내는 바와 같이 각 크랭크축(18)은 그 축선을 상하 방향을 따라 배치된다. 이때, 각 크랭크축(18)은 하우징(2)의 중공부(8)를 상하로 관통하도록 설치된다.

3개의 크랭크축(18) 중 1개는 회전 구동력이 부여되는 구동 크랭크축(18X)으로 되고, 나머지 2개는 그와 같은 회전 구동력이 부여되지 않는 종동 크랭크축(18Y)으로 된다. 도 3에 있어서, 좌측에 나타내어지는 1개가 구동 크랭크축(18X)으로 되고, 나머지 2개가 종동 크랭크축(18Y)으로 된다.

구동 크랭크축(18X)은 종동 크랭크축(18Y)보다 축방향 한쪽(도 3에 있어서의 하방)으로 연출되어 있다. 즉, 구동 크랭크축(18X)과 종동 크랭크축(18Y)은 기본적으로는 동일한 구성이지만, 구동 크랭크축(18X)은 종동 크랭크축(18Y)보다 하방으로의 연출부(18a)를 갖는다.

각 크랭크축(18)은 동일 축선 상에 배치된 주축부(18b, 18c) 사이에 편심축부(18d)가 편심해서 형성되어 있다. 각 크랭크축(18)은 편심축부(18d)를 사이에 둔 양측의 주축부(18b, 18c)에 있어서 하우징(2)의 상하에 회전 가능하게 유지된다. 본 실시예에서는 상방의 주축부(18b)는 상측 베어링(23)을 통해 하우징(2) 상벽에 회전 가능하게 유지되고, 하방의 주축부(18c)는 하측 베어링(24)을 통해 하우징(2) 하벽에 회전 가능하게 유지된다.

상측 베어링(23)의 외륜은 하우징(2) 상벽에 형성한 단이 부착된 구멍 중 상방의 대경 구멍에 상방으로부터 끼워 넣어져 대경 구멍의 개구부에 설치되는 록킹 링(25)에 의해 유지된다. 또한, 상측 베어링(23)의 내륜은 크랭크축(18)의 상방의 주축부(18b)에 끼워 넣어져서 고정된다.

하측 베어링(24)의 외륜은 하우징(2)의 하벽에 형성한 단이 부착된 구멍 중 하방의 대경 구멍에 하방으로부터 끼워 넣어져 대경 구멍의 개구부에 설치되는 멈춤 링(26)에 의해 유지된다. 또한, 하측 베어링(24)의 내륜은 크랭크축(18)의 하방의 주축부(18c)에 끼워 넣어져서 주축부(18c)의 단부와 주축부(18c)에 나사 삽입되는 멈춤 너트(27)에 의해 유지된다.

크랭크축(18)의 편심축부(18d)에는 선회 유지 베어링(28)을 통해 선회 스크롤(3)의 부착통(19)이 유지된다. 본 실시예에서는 2개의 선회 유지 베어링(28)이 상하로 겹쳐져서 사용된다. 선회 유지 베어링(28)의 외륜은 선회 스크롤(3)의 부착 통(19)에 형성한 단이 부착된 구멍 중 상방의 대경 구멍에 상방으로부터 끼워 넣어져 대경 구멍의 개구부에 설치되는 멈춤 링(29)에 의해 유지된다. 또한, 선회 유지 베어링(28)의 내륜은 크랭크축(18)의 편심축부(18d)에 끼워 넣어져서 편심축부(18d)의 하단부의 단부와 편심축부(18d)에 나사 삽입되는 멈춤 너트(30)에 의해 유지된다.

각 크랭크축(18)에는 선회 스크롤(3)의 원활한 회전을 위해서 웨이트 밸런서(31)가 설치된다. 본 실시예에서는 상측의 주축부(18b)의 하단부와, 하측의 주축부(18b)의 상단부에 각각 웨이트 밸런서(31)가 설치된다.

각 고정 스크롤(4)은 원판형상의 단판(20)의 편면에 그 판면과 수직으로 1개 또는 복수의 판형상의 고정 랩(7)이 형성되어 있다. 구체적으로는 도 3에 있어서 상측의 고정 스크롤(4)은 단판(20)의 하면에 하방을 향해서 고정 랩(7)이 형성되어 있고, 하측의 고정 스크롤(4)은 단판(20)의 상면에 상방을 향해서 고정 랩(7)이 형성되어 있다. 이때, 고정 랩(7)은 선회 랩(5)과 대응한 개수만큼 형성되고, 단판(20)의 중앙부로부터 외주부를 향해서 인벌류트 곡선의 소용돌이형상으로 만곡해서 형성되어 있다. 각 고정 랩(7)에는 단판(20)으로부터의 연출 선단부(상측의 고정 랩(7)의 하단부, 하측의 고정 랩(7)의 상단부)에 선회 스크롤(3)의 단판(17)과의 간극을 메우기 위한 팁 시일(32)이 착탈 가능하게 소용돌이를 따라 설치되어 있다.

각 고정 스크롤(4)에는 고정 랩(7)을 둘러싸도록 원통형상의 외주 랩(33)이 형성되어 있다. 구체적으로는 도 3에 있어서 상측의 고정 스크롤(4)은 단판(20)의 하면에 하방을 향해서 외주 랩(33)이 형성되어 있고, 하측의 고정 스크롤(4)은 단판(20)의 상면에 상방을 향해서 외주 랩(33)이 형성되어 있다. 외주 랩(33)의 높이(단판(20)으로부터의 연출 치수)는 고정 랩(7)의 높이(단판(20)으로부터의 연출 치수)와 거의 대응하고 있다. 각 외주 랩(33)에는 단판(20)으로부터의 연출 선단부(상측의 외주 랩(33)의 하단부, 하측의 외주 랩(33)의 상단부)에 1개 또는 복수개의 환상의 외부 시일(34)이 착탈 가능하게 둘레 방향을 따라 설치되어 있다.

각 고정 스크롤(4)은 고정 랩(7)을 선회 랩(5)과 맞물리게 한 상태에서 하우징(2)의 상하에 착탈 가능하게 형성된다. 구체적으로는 상측의 고정 스크롤(4)은 하우징(2)의 상측의 플랜지(10)의 상면에 단판(20)의 외주부가 겹쳐져서 나사(35)(도 1)에 의해 착탈 가능하게 고정된다. 또한, 하측의 고정 스크롤(4)은 하우징(2)의 하측의 플랜지(10)의 하면에 단판(20)의 외주부가 겹쳐져서 나사(35)(도 2)에 의해 착탈 가능하게 고정된다.

한 쌍의 고정 스크롤(4)에는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 각각 외주측에 제 1 개구(36)가 형성되는 한편, 중앙부에 제 2 개구(37)가 형성되어 있다. 또한, 도 3에 있어서 상하에 나타내어지는 제 2 개구(37)는 경우에 따라 선회 스크롤(3)의 기판부(12)의 중앙에 관통 구멍을 형성해서 서로 연통시켜도 좋다.

본 실시예의 스크롤 유체 기계(1)를 압축기 또는 블로어로서 사용할 경우, 구동 크랭크축(18X)은 그 연출부(18a)로부터 회전 구동력이 부여된다(즉, 동력이 입력된다). 예를 들면, 구동 크랭크축(18X)의 연출부(18a)에는 모터(도시 생략)의 출력축이 직결, 즉 커플링을 통해 접속된다. 또한, 모터는 하우징(2)에 대한 고정 스크롤(4)의 착탈을 저해하지 않는 위치에 설치된다.

스크롤 유체 기계(1)를 압축기 또는 블로어로서 사용할 경우 구동 크랭크축(18X)을 회전시키면 좋다. 이것에 의해 고정 스크롤(4)에 대하여 선회 스크롤(3)을 선회시킬 수 있다. 이때, 3개의 크랭크축(18) 중 1개(즉, 구동 크랭크축(18X))에만 회전 구동력을 부여하면 충분하고, 나머지 2개(즉, 종동 크랭크축(18Y))에 회전 구동력을 부여할 필요는 없다. 고정 스크롤(4)에 대하여 선회 스크롤(3)을 선회시키면 제 1 개구(36)로부터 유체를 흡입하고, 그 유체를 선회 랩(5)과 고정 랩(7) 사이에서 압축하면서 그 소용돌이의 외단측으로부터 내단측으로 이동시켜 제 2 개구(37)로부터 토출시킬 수 있다.

한편, 스크롤 유체 기계(1)를 팽창기로서 사용할 경우, 유체에 의해 선회 스크롤(3)을 회전시켜서 구동 크랭크축(18X)에 회전 구동력이 부여된다(즉, 동력이 출력된다). 예를 들면, 구동 크랭크축(18X)의 연출부(18a)에는 피동기(팽창기에 의해 구동되는 기계)의 입력축이 직결, 즉 커플링을 통해 접속된다. 또한, 피동기는 하우징(2)에 대한 고정 스크롤(4)의 착탈을 저해하지 않는 위치에 설치된다.

스크롤 유체 기계(1)를 팽창기로서 사용할 경우, 유체를 제 2 개구(37)로부터 유입시키면 좋다. 이것에 의해 유체의 힘으로 선회 스크롤(3)이 선회하고, 팽창하면서 제 1 개구(36)로부터 토출시킬 수 있다. 또한, 선회 스크롤(3)의 회전 구동력을 구동 크랭크축(18X)으로부터 인출할 수 있다.

기타, 본 실시예의 스크롤 유체 기계(1)는 구동 크랭크축(18X)을 모터에 의해 역방향으로 회전시켜서 유체를 제 2 개구(37)로부터 흡입하고, 제 1 개구(36)로 토출시켜서 사용해도 좋다.

이와 같이 해서 본 실시예의 스크롤 유체 기계(1)는 압축기, 팽창기, 블로어, 진공 펌프 등으로서 사용할 수 있다. 또한, 압축 또는 팽창시키는 등 유체는 특별히 불문하고, 공기, 증기, 냉매 등 각종 유체에 대응할 수 있다.

본 실시예의 스크롤 유체 기계(1)에서는 선회 스크롤(3)은 선회 랩(5)을 하우징(2)의 수용 구멍(6) 내에 배치하고, 수용 구멍(6)보다 외측에 있어서 하우징(2)에 선회 가능하게 유지된다. 한편, 고정 스크롤(4)은 고정 랩(7)을 하우징(2)의 수용 구멍(6) 내에 배치해서 하우징(2)의 수용 구멍(6)을 닫도록 수용 구멍(6)의 플랜지(10)에 착탈 가능하게 설치된다. 그때, 고정 스크롤(4)의 단판(20)도 수용 구멍(6) 내에 수용함으로써 콤팩트한 구성으로 할 수 있다.

또한, 본 실시예의 스크롤 유체 기계(1)에서는 하우징(2)의 둘레 방향 3개소에 설치되는 크랭크축(18) 중 1개에만 회전 구동력이 부여되므로 각 크랭크축(18) 사이를 접속하는 회전 동기 기구가 불필요하다. 회전 동기 기구가 없으므로 하우징(2)의 수용 구멍(6)에 대한 고정 스크롤(4)의 착탈을 저해하는 부재는 없고, 하우징(2)에 대한 고정 스크롤(4)의 착탈이 용이하다.

이와 같은 구성이기 때문에 하우징(2)에 대한 선회 스크롤(3)의 베어링부를 분해하는 일 없이 도 4에 나타내는 바와 같이 하우징(2)으로부터 고정 스크롤(4)을 용이하게 분리할 수 있다. 이것에 의해 표면 처리나 소재에 기인한 부품의 교환이나 재처리, 이물 물림의 해소, 내부의 청소 등을 용이하게 행할 수 있다. 예를 들면, 선회 랩(5)의 팁 시일(21), 고정 랩(7)의 팁 시일(32) 및 외주 랩(33)의 외부 시일(34)의 교환을 용이하게 행할 수 있다.

그런데, 상기 실시예에서는 하우징(2)에 대하여 고정 스크롤(4)을 착탈할 수 있지만, 또한 선회 스크롤 베이스(13)에 대하여 선회 스크롤 본체(14)를 착탈할 수도 있다. 이 경우, 도시예에서는 하우징(2)의 상하의 베어링부에 대해서 다소의 분해가 필요해지지만, 상하의 선회 스크롤 본체(14)를 선회 스크롤 베이스(13)로부터 분리할 수 있다. 따라서, 상하의 선회 스크롤 본체(14)를 개별적으로 취급할 수 있고, 선회 랩(5)의 불량시에 1매 단위(즉, 상하의 선회 스크롤 본체(14)의 편측만)에서의 교환도 가능해진다. 또한, 선회 랩(5)에 특별한 표면 처리를 실시하고 싶은 경우에도 선회 스크롤 베이스(13)와 선회 스크롤 본체(14)를 별체로 구성해두면 선회 스크롤 베이스(13)와 선회 스크롤 본체(14)를 일체로 형성했을 경우와 비교해서 표면 처리시의 사이즈를 작게 할 수 있어 비용 저감을 도모할 수도 있다.

또한, 선회 스크롤 베이스(13)에 대하여 선회 스크롤 본체(14)를 착탈 가능하게 할 때 하우징(2)의 수용 구멍(6)을 통해 선회 스크롤 베이스(13)에 대하여 선회 스크롤 본체(14)를 착탈 가능하게 하면 한층 더 바람직하다. 그 경우, 선회 스크롤 본체(14)의 단판(17)의 외경은 하우징(2)의 수용 구멍(6)의 내경, 또는 수용 구멍(6)의 플랜지(10)의 내경보다 작게 형성된다. 따라서, 하우징(2)으로부터 고정 스크롤(4)을 분리한 후, 선회 스크롤 베이스(13)로부터 선회 스크롤 본체(14)를 더 분리할 수 있다. 게다가, 그 작업을 하우징(2)의 수용 구멍(6)을 통해 행할 수 있어 베어링부의 착탈을 수반하지 않기 때문에 작업성이 한층 더 향상된다.

본 발명의 스크롤 유체 기계(1)는 상기 실시예의 구성에 한정되지 않고 적당하게 변경 가능하다. 특히, 하우징(2)의 수용 구멍(6)에 선회 랩(5)을 선회 가능하게 수용해서 하우징(2)에 선회 스크롤(3)을 선회 가능하게 유지함과 아울러 선회 랩(5)과 맞물리는 고정 랩(7)을 갖는 고정 스크롤(4)을 하우징(2)에 대하여 착탈 가능하게 설치하는 것이면 그 밖의 구성은 적당하게 변경 가능하다.

예를 들면, 상기 실시예에 있어서 선회 랩(5)의 팁 시일(21), 고정 랩(7)의 팁 시일(32) 및 외주 랩(33)의 외부 시일(34) 중 어느 하나 이상의 시일은 그 설치를 생략해도 좋다. 그 경우이어도 하우징(2)에 대한 고정 스크롤(4)의 착탈이 용이하기 때문에 내부의 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 부품의 표면 처리나 소재로의 대응, 이물 물림의 해소, 내부의 청소 등을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 하우징(2)은 평면으로 봤을 때 원형으로 되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 삼각형상, 그 밖의 다각형상으로 되어도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는 하우징(2)의 수용 구멍(6)에 플랜지(10)를 형성하고, 그 플랜지(10)에 고정 스크롤(4)의 단판(20)의 외주부를 겹쳐서 부착했지만, 플랜지(10)의 설치를 생략해서 하우징(2)의 상하면(상벽의 상면, 하벽의 하면)에 고정 스크롤(4)의 단판(20)의 외주부를 겹쳐서 부착하도록 해도 좋다. 그 경우에도 나사 등을 사용해서 하우징(2)에 대하여 고정 스크롤(4)을 착탈 가능하게 구성해두면 좋다.

또한, 상기 실시예에서는 크랭크축(18)의 개수를 3개로 했지만, 4개 이상으로 할 수도 있다. 그 경우에도 그 중 1개만을 구동 크랭크축(18X)으로 하고, 나머지를 종동 크랭크축(18Y)으로 하는 것이 좋다.

또한, 상기 실시예에 있어서 구동 크랭크축(18X)과 종동 크랭크축(18Y)을 동일한 구성으로 해서 부품의 공통화를 도모해도 좋다. 예를 들면, 종동 크랭크축(18Y)으로서 구동 크랭크축(18X)과 마찬가지의 구성을 채용해도 좋다. 그 경우에도 구동 크랭크축(18X)에만 회전 구동력이 부여된다. 요는 크랭크축(18)을 적어도 3개 구비하고, 그 중 1개에만 회전 구동력이 부여되면 좋다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일 없이 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에 상기 실시형태 또는 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 나타내는 것이며, 명세서 본문에는 조금도 구속되지 않는다. 또한, 청구범위의 균등범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

1 : 스크롤 유체 기계 2 : 하우징
3 : 선회 스크롤 4 : 고정 스크롤
5 : 선회 랩 6 : 수용 구멍
7 : 고정 랩 8 : 중공부
9 : 개구 10 : 플랜지
12 : 기판부 13 : 선회 스크롤 베이스
14 : 선회 스크롤 본체 17 : (선회 스크롤 본체의)단판
18 : 크랭크축 18X : 구동 크랭크축
18Y : 종동 크랭크축 18b, 18c : 주축부
18d : 편심축부 20 : (고정 스크롤의)단판
21 : (선회 랩의)팁 시일 32 : (고정 랩의)팁 시일
36 : 제 1 개구 37 : 제 2 개구

Claims (5)

1. 기판부의 양면에 소용돌이형상의 선회 랩이 형성된 선회 스크롤과,
   상기 선회 랩이 선회 가능하게 수용되는 수용 구멍을 구비하고, 상기 수용 구멍의 축선과 수직으로 상기 기판부가 배치되고, 상기 기판부의 외주부에 있어서 상기 선회 스크롤을 둘레 방향 3개소 이상에서 크랭크축에 의해 선회 가능하게 유지하는 하우징과,
   단판의 편면에 소용돌이형상의 고정 랩이 형성되고, 상기 고정 랩을 상기 선회 랩과 맞물리게 해서 상기 선회 스크롤을 끼우도록 상기 하우징에 착탈 가능하게 설치되는 한 쌍의 고정 스크롤을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체 기계.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 선회 랩에는 상기 기판부로부터의 연출 선단부에 상기 선회 랩의 소용돌이를 따라 상기 고정 스크롤의 단판과의 간극을 메우는 팁 시일이 착탈 가능하게 설치되고,
   상기 고정 랩에는 상기 단판으로의 연출 선단부에 상기 고정 랩의 소용돌이를 따라 상기 선회 스크롤의 기판부와의 간극을 메우는 팁 시일이 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체 기계.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정 스크롤의 단판에 상기 고정 랩을 둘러싸도록 원통형상의 외주 랩이 형성되고,
   상기 외주 랩에는 상기 단판으로부터의 연출 선단부에 상기 외주 랩의 둘레 방향을 따라 상기 선회 스크롤의 기판부와의 간극을 메우는 외부 시일이 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체 기계.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징에는 상기 수용 구멍의 축방향 중도부에 한 쌍의 플랜지가 상기 수용 구멍의 축방향으로 이격함과 아울러 상기 수용 구멍의 내측으로 연출해서 형성되고,
   상기 선회 스크롤의 외주부는 상기 한 쌍의 플랜지 사이의 개구를 통해 상기 하우징의 상기 수용 구멍보다 외측에 있어서, 상기 크랭크축에 의해 상기 고정 스크롤에 대하여 선회 가능하게 유지되고,
   상기 하우징의 플랜지에 상기 고정 스크롤의 단판이 겹쳐져서 착탈 가능하게 고정되고,
   상기 하우징의 둘레 방향 3개소 이상에 설치되는 크랭크축 중 1개에만 회전 구동력이 부여되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체 기계.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 선회 스크롤은 상기 크랭크축을 통해 상기 하우징에 유지되는 선회 스크롤 베이스와, 상기 선회 스크롤 베이스의 중앙부 양면에 설치되는 선회 스크롤 본체로 이루어지고,
   상기 선회 스크롤 본체는 상기 선회 랩을 구비함과 아울러 상기 선회 스크롤 베이스에 대하여 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유체 기계.

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