KR20200121371A - 스크롤식 유체 기계 - Google Patents

Abstract

압축 운전 시에 고정 스크롤과 선회 스크롤의 랩 극간을 가능한 한 작게 하여, 압축실로부터 압축 유체가 누출되는 것을 억제함에 의해, 압축 효율을 높인다. 와권 형상의 랩부를 갖는 고정 스크롤과, 당해 고정 스크롤에 대향하여 설치되고, 당해 고정 스크롤의 랩부와의 사이에서 복수의 압축실을 형성하도록 와권 형상의 랩부가 선회하는 선회 스크롤을 구비하는 스크롤식 유체 기계에 있어서, 상기 고정 스크롤과 상기 선회 스크롤 중 적어도 한쪽의 랩부는, 소정의 영역에 있어서, 한쪽의 측면에 오목부가 설치되고, 다른 쪽의 측면에는 볼록부가 설치되는 것을 특징으로 하는 스크롤식 유체 기계를 제공한다.

Description

스크롤식 유체 기계{SCROLL-TYPE FLUID MACHINE}

본 발명은, 예를 들면 공기, 냉매 등의 압축기 또는 진공 펌프 등으로서 호적하게 사용되는 스크롤식 유체 기계에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 압축 운전 시에 있어서, 고정 스크롤 또는 선회 스크롤의 상기 랩부(lap portion)의 치선(齒先) 측의 온도 상승이 치저(齒底) 측의 온도 상승보다 커지는 부위는, 고정 스크롤 또는 선회 스크롤의 랩부의 치저 측의 온도 상승이 치선 측의 온도 상승보다 커지는 부위에 비해, 직경 방향 외측에서 대향하는 스크롤의 랩부 사이의 가장 접근한 상태에서의 클리어런스를 크게 형성한 구성이 기재되어 있다.

일본국 특허 제4988805호 공보

스크롤식 유체 기계는, 압축 운전 시에 고정 스크롤과 선회 스크롤의 랩 극간을 가능한 한 작게 하여, 압축실로부터 압축 유체가 누출되는 것을 억제함에 의해, 압축 효율 등을 높이도록 하고 있다. 이 때, 압축되고 고온으로 된 압축 공기에 의해 랩이 가열되고, 열변형에 의해 랩 극간이 변화된다. 랩 극간의 변화에 의해, 극간이 작아지는 부분에서는 랩이 접촉할 가능성이 있고, 또한, 극간이 커지는 부분에서는, 압축 유체가 누출되어 성능이 악화된다.

상술한 종래 기술에 따르면, 압축 운전 시에 있어서, 랩부의 치선 측의 온도 상승이 치저 측의 온도 상승보다 커지는 부위는, 치저 측의 온도 상승이 치선 측의 온도 상승보다 커지는 부위에 비해, 직경 방향 외측에서 대향하는 스크롤의 랩부와의 사이의 가장 접근한 상태에서의 클리어런스를 크게 형성하여, 열변형에 의한 랩의 접촉을 막고 있다.

한편, 열변형에 의해 랩 극간이 커지는 부분에 대해서는 언급되어 있지 않아, 압축 유체가 누출되어 성능이 악화되는 것을 과제로서 들 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 예를 들면 특허청구범위에 기재된 구성을 채용한다. 본 발명은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 든다면, 와권(渦卷) 형상의 랩부를 갖는 고정 스크롤과, 당해 고정 스크롤에 대향하여 설치되고, 당해 고정 스크롤의 랩부와의 사이에서 복수의 압축실을 형성하도록 와권 형상의 랩부가 선회하는 선회 스크롤을 구비하는 스크롤식 유체 기계에 있어서, 상기 고정 스크롤과 상기 선회 스크롤 중 적어도 한쪽의 랩부는, 소정의 영역에 있어서, 한쪽의 측면에 오목부가 설치되고, 다른 쪽의 측면에는 볼록부가 설치되는 것을 특징으로 하는 스크롤식 유체 기계를 제공한다.

본 발명에 따르면, 열변형에 의해 랩 극간에 변화가 있어도, 신뢰성을 유지하면서 성능 향상을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스크롤식 압축기 본체의 외관도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 스크롤식 압축기의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 스크롤식 압축기의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 스크롤식 압축기의 단면도.
도 5는 본 발명의 과제를 나타내는 스크롤식 압축기의 단면도.
도 6은 본 발명의 과제를 나타내는 스크롤식 압축기의 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 랩부의 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 고정 스크롤의 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따른 랩 변형량의 그래프.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 랩부의 단면도.
도 11은 본 발명의 실시예 3에 따른 랩부의 단면도.
도 12는 본 발명의 실시예 4에 따른 랩부의 단면도.
도 13은 본 발명의 실시예 5에 따른 랩부의 단면도.

이하, 본 발명의 실시예 1을 도 1~8에 따라 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명에 있어서의 스크롤식 압축기 본체의 외관도이며, (A)는 정면도, (B)는 우측면도, (C)는 좌측면도, (D)는 상면도, (E)는 배면도를 나타낸다. 도 1에 있어서, 70은 압축기 본체의 외각을 구성하는 케이싱이고, 축 방향의 일측이 폐색되고, 축 방향의 타측이 개구된 바닥 구비 통 형상체로서 형성되어 있다. 케이싱(70)의 통부 내에는, 후술하는 선회 스크롤 등이 수용되어 있다. 그리고, 압축기 본체는, 케이싱(70)의 개구단 측에 고정하여 설치된 하나의 스크롤 부재로서의 고정 스크롤을 갖고 있다. 71의 내부에는, 고정 스크롤의 랩부와 선회 스크롤의 랩부 사이에 획정된 복수의 압축실이 있고, 각 압축실은, 선회 스크롤의 랩부를 고정 스크롤의 랩부와 중첩하도록 배치되어 있다. 72는 풀리이고, 구동축(도시생략)의 일단에 설치되어 있고, 구동원으로서의 전동 모터의 출력 측에 벨트(모두 도시생략) 등을 통해 연결되어, 구동축을 구동한다. 구동축은, 고정 스크롤에 대해 선회 스크롤을 선회 운동시키는 것이다. 또한, 모터의 회전축을 구동축과 일체로 한, 모터 일체형의 스크롤식 공기 압축기로 하여, 풀리(72)나, 벨트를 불요(不要)로 한 구성으로 해도 된다. 80은 고정 스크롤의 외주 측에 설치된 흡입구이고, 흡입구(80)는, 흡기 필터(81)를 통해 외부로부터 공기를 흡입하고, 이 공기는 각 압축실 내에서 선회 스크롤의 선회 동작에 수반해서 연속적으로 압축된다.

즉, 선회 스크롤은, 전동 모터(도시생략) 등에 의해 구동축을 통해 구동되며, 고정 스크롤에 대해 선회 운동을 행한다. 이에 의해, 복수의 압축실 중 외경 측의 압축실은, 고정 스크롤의 흡입구(80)로부터 공기를 흡입하고, 이 공기는 각 압축실 내에서 연속적으로 압축된다. 그리고, 최(最)내경 측의 압축실로부터 압축 공기를 중심 측에 위치하는 토출구(42)로부터 압축 공기를 외부를 향해 토출한다. 73은 고정 스크롤의 토출구(42)에 접속하여 설치된 토출 배관이고, 토출 배관(73)은, 저류 탱크(도시생략)와 토출구(42) 사이를 연통시키는 토출 유로를 구성하는 것이다. 또한, 74는, 후술하는 냉각 팬이 회전해서 발생하는 냉각풍을, 고정 스크롤의 고정 냉각 핀(75)과 선회 스크롤의 선회 냉각 핀(76)에 도풍(導風)하는 팬 덕트이다. 또한, 77은, 고정 냉각 핀(75)을 덮는 핀 커버이다. 상술한 구조는, 스크롤식 압축기의 기본적인 구조이고, 이하에 설명하는 실시예 1~5에 공통된다.

다음으로, 도 2에 본 발명의 스크롤식 압축기의 스크롤 부분의 단면도를 나타낸다. 선회 스크롤(1)과, 고정 스크롤(2)은, 각각 경판(鏡板)으로 와권 형상으로 세워 설치되고, 서로 중첩되어 있다. 선회 스크롤(1)의 선회 운동에 의해, 선회 스크롤(1)의 랩부(3)와 고정 스크롤(2)의 랩부(4) 사이에 획정되는 압축실(5)이 연속적으로 축소된다. 이에 의해 각 압축실은, 흡입 포트(6)로부터 흡입된 공기를 순차 압축하면서, 이 압축 공기를 토출 포트(7)로부터 토출구(42)를 경유해서 외부의 공기 탱크(도시생략)를 향해 토출한다.

선회 스크롤(1)의 랩부(3) 중, a-b간을 외선이라 하고, a-c간을 내선이라 한다. 또한 마찬가지로, 고정 스크롤(2)의 랩부(4) 중, d-e간을 외선이라 하고, d-f간을 내선이라 한다. 선회 스크롤(1)이 선회 운동에 의해 이동하고 있는 중, 도 2의 순간에서는 선회 스크롤(1)의 랩부(3)의 내선과, 고정 스크롤(2)의 랩부(4)의 외선 사이에서, 압축실이 3개 형성되어 있다. 그 3개의 압축실 중, 외주 측의 압축실(5)로부터 각각 압축실 Pa(5a), 압축실 Pb(5b), 압축실 Pc(5c)라 한다. 또한, 마찬가지로 선회 스크롤(1)의 랩부(3)의 외선과 고정 스크롤(2)의 랩부(4)의 내선 사이에서 압축실이 3개 형성되어 있다. 그 3개의 압축실 중, 외주 측의 압축실(5)로부터 각각 압축실 Pd(5d), 압축실 Pe(5e), 압축실 Pf(5f)라 한다. 각각의 각 압축실의 압력은 토출 포트(6)에 가까이 감에 따라 높아지게 되어 있다. 즉 압력이 높이는 순서대로, 5c＞5b＞5a로 되어 있다. 또한 마찬가지로, 5f＞5e＞5d로 되어 있다.

도 3에 도 2의 상태로부터 선회 스크롤(1)이 반(半)회전분 이동한 후의 스크롤식 압축기 단면도를 나타낸다. 도 3의 순간에서는 각 압축실은 각각 반주(半周)분만큼 토출 포트(6)에 가까워지고, 압축실 Pa(5a)는 압축실 Pa'(5a')로, 압축실 Pb(5b)는 압축실 Pb'(5b')로, 압축실 Pc(5c)는 압축실 Pc'(5c')로 변화되어 있다. 또한 마찬가지로, 압축실 Pd(5d)는 압축실 Pd'(5d')로, 압축실 Pe(5e)는 압축실 Pe'(5e')로, 압축실 Pf(5f)는 압축실 Pf'(5f')로 변화되어 있다. 이 내압축실 Pc'(5c')와 압축실 Pf'(5f')는 토출 포트(6)와 연통하고 공기 탱크(도시생략)로 압축 공기를 토출하고 있다.

도 4에 랩 극간을 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이 선회 스크롤(1)과, 고정 스크롤(2)은, 랩부(3, 4)에 형성하는 레이디얼 방향의 극간(δ)(랩 극간이라 함)을 가능한 한 작게 함에 의해, 각 압축실로부터 압축 공기가 누출되는 것을 억제하여, 공기 압축기로서의 효율 등을 높이도록 하고 있다.

압축된 공기는 고온으로 되어 있고, 그에 따라 선회 스크롤(1) 및 고정 스크롤(2)은 열변형을 일으킨다. 또한, 압축된 공기의 압력을 받음에 의해서도, 변형을 일으킨다. 또한, 랩부(3, 4)도 마찬가지의 변형을 일으킨다. 따라서, 랩 극간(δ)을 작게 하면 압축 공기의 열 등의 영향으로 랩부(3, 4)가 변형했을 경우에, 랩부(3, 4)가 접촉할 가능성이 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 과제를 나타내는 스크롤식 압축기의 단면도이다. 도 5는 랩 극간(δ)을 작게 취했을 경우의 운전 중의 압축기를 나타내고 있다. 압축실 Pc(5c)와 압축실 Pb(5b) 및, 압축실 Pb(5b)와 압축실 Pa(5a)를 각각 획정하고 있는 단면 A-A에서는, 열 등의 영향에 의해 변형된 랩부(4)가 랩부(3)에 접촉해 버리고 있다. 이 경우 스크롤식 압축기는 파손해 버린다. 한편, 랩부(3)와 랩부(4)가 접촉하지 않도록 랩 극간(δ)을 크게 취하는 것을 생각할 수 있지만, 그 경우, 압력차로 인해 랩 극간(δ)을 통해, 압축실 Pc(5c)로부터 압축실 Pb(5b)로, 압축실 Pb(5b)로부터는 압축실 Pa(5a)로 압축된 공기가 유출해 버려, 압축기로서의 효율이 저하된다.

도 6에서는 도 5의 상태로부터 선회 스크롤(1)이 반회전분 이동한 순간이다. 도 5와 마찬가지인 위치의 A-A단면을 나타내고 있다. 도 6의 A-A단면은, 압축실 Pf'(5f')와 압축실 Pe'(5e'), 압축실 Pd'(5d')와 압축실 Pe'(5e')를 각각 획정하고 있다. 도 5의 순간에서 열 등의 영향에 의해 접촉하는 방향으로 쓰러져 버리도록 변형해 있던 랩부(4)는, 선회 스크롤(1)이 반회전분 이동했을 경우에는, 그 변형에 의해 상대 측의 랩부(3)로부터 멀어지는 형태로 되어 있어, 극간이 생기고 있다. 이 극간을 통해 압력차로 인해, 압축실 Pf'(5f')로부터 압축실 Pe'(5e')로, 압축실 Pe'(5e')로부터는 압축실 Pd'(5d')로 압축된 공기가 유출되어, 압축기로서의 효율이 저하되어 있다.

배경기술에 나타낸 특허문헌 1(일본국 특허 제4988805호 공보)에서는 변형에 의해 랩 극간(δ)이 작아지는 부위에 있어서, 랩부(3, 4)를 두께를 줄임으로써 랩부(3)와의 접촉을 막아, 랩 극간(δ)을 작게 유지하도록 구성되어 있다. 한편, 도 6에 나타낸 바와 같은 랩 극간(δ)이 커지는 부위에 대해서는, 극간은 그대로 존재하고 있어 압축기로서의 효율이 저하됨을 생각할 수 있다.

도 7에 본 실시예에 있어서의 랩부(4)의 형상을 나타낸다. 본 실시예에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 열 등의 영향에 의한 변형에 의해 랩 극간이 작아지는 부분의 랩부(4)의 측면에 오목부(8)를 설치하여, 랩부(3, 4)가 접촉하는(갉아지는) 것을 방지하고 있다. 한편, 오목부(8)를 설치한 반대 측의 측면에서는, 랩 극간이 커지는 것을 방지하기 위해 볼록부(9)를 설치하고 있다. 볼록부(9)를 설치함에 의해, 랩부(3) 및 랩부(4)가 변형된 후에도, 랩 극간의 확대를 막을 수 있어 압축 공기의 누출을 방지하고 있다. 도 8에 본 실시예에 있어서의 고정 스크롤(2)의 랩부(4)의 단면도를 나타낸다. 도 7에서는 설명을 위해 오목부(8)와 볼록부(9)를 일부에만 설치하고 있지만, 본 실시예에서는 도 8에 나타내는 바와 같이 랩부(4)의 전체 둘레에 걸쳐 오목부(8) 및 볼록부(9)를 설치하고 있다. 또한, 도시하지 않지만 선회 스크롤(1)의 랩부(3)에 있어서도 마찬가지로 전체 둘레에 걸쳐 오목부(8) 및 볼록부(9)를 설치해도 된다. 도 9에 압축기 운전 중에 있어서의, 랩부(3, 4)의 변형량을 나타낸다. 종축은 랩 변형량을 나타내고, 둘레 방향 외측으로의 변형량의 크기를 나타낸다. 횡축은 랩 중심부로부터의 신개각(伸開角)이다. 오목부(8) 및 볼록부(9)를 설치하는 위치는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 고정 스크롤(2)의 랩부(4)의 치선 측의 내선의 변형량과, 그와 상대하는 선회 스크롤(1)의 랩부(3)의 치원(齒元) 측의 외선의 변형량을 비교하도록, 상대하는 랩부(3) 및 랩부(4)의 변형량을 비교함으로써 구해진다. 도 9와 같이 비교했을 경우에는, 선회 스크롤(1)의 랩부(3)의 치원 측 외선의 변형량보다, 고정 스크롤(2)의 랩부(4)의 치선 측 내선의 변형량이 커지는 부분이 고정 스크롤(2)의 랩부(4)에 볼록부(9)를 설치해야 할 위치이고, 작아지는 부분이 오목부(8)를 설치해야 할 위치이다.

또한, 도시하지 않지만 마찬가지로, 고정 스크롤(2)의 랩부(4)의 치선 측의 외선의 변형량과, 그와 상대하는 선회 스크롤(1)의 랩부(3)의 치원 측의 내선의 변형량을 비교해서, 볼록부 및 오목부를 설치하는 위치를 특정한다. 또한, 고정 스크롤(2)의 랩부(4)의 치원 측 다음 내선 및 외선의 변형량과, 그와 상대하는 선회 스크롤(1)의 랩부(3)의 치선 측의 내선 및 외선의 변형량을 비교해서, 볼록부 및 오목부를 설치하는 위치를 특정할 수 있다.

또한, 변형량에 따라 볼록부 및 오목부의 크기를 조정해도 된다. 예를 들면, 도 9에 나타내는 고정 스크롤(2)의 랩부(4)의 치선 측 내선의 변형량과 선회 스크롤(1)의 랩부(3)의 치원 측 외선의 변형량의 차가 다른 영역보다 큰 영역에 있어서는, 보다 볼록부를 크게 형성한다.

도 8에 있어서는 고정 스크롤(2)에 볼록부 및 오목부를 설치하고 있지만, 도 9에 나타내는 변형량에 의거하여, 선회 스크롤(2)에 볼록부 및 오목부를 설치해도 되고, 고정 스크롤(2)과 선회 스크롤(1)의 양쪽에 설치해도 된다. 본 실시예에 있어서의 오목부(8) 및 볼록부(9)의 크기는, 운전 시의 열변형량에 의거하여 미리 산출해 두고, 필요에 따라, 절삭 가공 시에 있어서의 깎임량을 조정함으로써 형성하고 있다. 오목부(8)를 형성할 경우에는, 깎임량을 많게 하고, 볼록부(9)를 형성할 경우에는 깎임량을 적게 함으로써 오목부(8) 및 볼록부(9)를 형성하고 있다. 한편, 오목부(8) 및 볼록부(9)를 구성하는 방법으로서, 절삭 가공에 의하지 않고 미리 랩부(3, 4)의 소재의 형(型)을 조정함에 의해 주조에 의해 형성해도 상관없다. 또한, 코팅제를 랩부(3) 혹은 랩부(4), 또는 양쪽의 측면에 도포하고 있을 경우에는, 그 코팅제의 막 두께를 조정함에 의해 오목부(8) 및 볼록부(9)를 구성해도 상관없다.

오목부 또는 볼록부는, 다른 영역의 랩부에 대해 상대적으로 랩부의 이빨 두께가 작아지는 방향(내선이면 직경 방향 외측, 외선이면 직경 방향 내측)으로 가공된 부분을 오목부로 하고, 상대적으로 이빨 두께가 커지는 방향(내선이면 직경 방향 내측, 외선이면 직경 방향 외측)으로 가공된 부분을 볼록부로 고려할 수 있다. 또한, 오목부 또는 볼록부는, 와권 형상의 스크롤의 기준으로 되는 인벌류트(involute) 곡선 및 이빨 두께에 대한 요철로서의 오목부 또는 볼록부로서 고려해도 된다.

다음으로 실시예 2에 대해, 도 10을 사용해서 설명한다. 도 10에 본 실시예에 있어서의 랩부의 형상을 나타낸다. 실시예 1과 마찬가지로 랩의 변형에 의해 랩 극간이 작아지는 부분의 랩부(4)의 측면에 오목부(8)를 설치하여, 랩부(3)와 랩부(4)가 접촉하는 것을 방지하고 있다. 한편, 오목부(8)를 설치한 반대 측의 측면에 대향하는 랩부(3)의 측면에 볼록부(9a)를 설치하고 있다. 오목부(8)를 설치한 반대 측의 측면에 볼록부를 설치하지 않고, 그 대향하는 측면에 볼록부(9a)를 설치함에 의해, 각각 랩부의 편측(片側)에만 볼록부 또는 오목부가 설치되게 된다. 이에 의해, 랩부의 가공에 있어서, 볼록부 또는 오목부를 설치하지 않는 측을 기준으로 해서 가공할 수 있어, 가공 정밀도의 확인이 용이해지고 생산성이 향상된다.

다음으로 실시예 3에 대해, 도 11을 사용해서 설명한다. 도 11에 본 실시예에 있어서의 랩부의 형상을 나타낸다. 실시예 1, 2와 마찬가지로 랩의 변형에 의해 랩 극간이 작아지는 부분의 랩부(4)의 측면에 오목부(8a)를 설치하고 있다. 그 범위는, 랩부(4)의 치원(g)으로부터 치선(g')을 향하는 방향(이빨 높이 방향)에 있어서 치선 측의 일 부분만으로 했다. 이것은, 예를 들면 오목부(8a)를 설치하는 랩부(4)의 g-g'부에 있어서, g-g'부에 상대하는 랩부(3)의 h-h'부와의 랩 극간을 봤을 때, g'-h간에서는 랩 극간이 작아지는데 반해, g-h'간에서는 랩 극간이 별로 변화되지 않는 경우에, 오목부(8a)의 범위를 필요 최저한으로 억제하는 효과가 있다. 오목부(8a)의 범위를 필요 최저한으로 함으로써, 랩 극간이 불필요하게 넓어지는 일이 없게 되어, 누출이 적어지고 성능이 향상된다.

또한, 볼록부(9b)에 대해서도, i-i'부의 내치선(i') 측만 볼록부(9b)로 하고 있다. 이에 따라 치원 측인 i-j'간의 랩 극간이 작아지거나 혹은 변하지 않을 경우에 있어서도, 치선(i') 측의 랩 극간이 넓어지는 것을 적절히 막을 수 있다.

다음으로 실시예 4에 대해, 도 12를 사용해서 설명한다. 실시예 1, 2와 마찬가지로 랩의 변형에 의해 랩 극간이 작아지는 부분의 랩부(4)의 측면에 오목부(8b)를 설치하고 있다. 실시예 3과 마찬가지로 오목부(8b) 및 볼록부(9)를 설치하는 범위를 이빨 높이 방향에 있어서 일 부분으로 하고 있다. 단, 그 형상은 직선에 한하지 않고 곡선으로도 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 이 곡선의 형상은, 상대하는 랩부(3)의 측면 h-h'간과의 랩 극간으로 결정된다. 따라서, 필요하면 일 부분뿐만 아니라, g-g'간 모두에 있어서 오목부(8b)를 설치해도 된다. 랩부(3) 및 랩부(4)의 변형은 곡선 형상으로 변형되는 경우가 많기 때문에, 오목부(8b)를 곡선 형상으로 함으로써 보다 최적인 랩 극간을 형성할 수 있다. 이것은, 볼록부(9c)에 있어서도 마찬가지로, 볼록부(9c)의 크기 및 형상은 상대하는 랩부(3)의 측면에 있어서의 j-j'간과의 랩 극간으로 결정된다. 따라서, 반드시 g-g'간의 오목부(8b)의 크기 및 형상과 i-i'간의 볼록부(9c)의 크기 및 형상은 일치하지는 않는다. 또한, 곡선 형상으로 볼록부(8b)를 형성함에 의해, 랩 극간의 확대를 가능한 한 억제할 수 있다.

또한, 랩부(4)의 i-i'간과 랩부(3)의 j-j'간에 있어서, i-j'간의 랩 극간이 작아지고, i'-j간의 랩 극간이 커지는 경우에는, 랩부(4)의 i-i'간에 있어서 볼록부(9c)와 오목부(8c)를 동시에 설치해도 상관없다. 그 경우에는, 랩부(3)의 j-j'간과 랩부(4)의 i-i'간에 있어서, 최적인 랩 극간이 형성되게 되어, 신뢰성과 성능 향상을 양립시킬 수 있다. 이것은, 랩부(4)의 g-g'간에 있어서도 마찬가지이다.

본 실시예에서는, 설명을 위해 오목부(8b, 8c) 및 볼록부(9c)의 형상을 곡선상으로 했지만, 물론 성형성을 우선해서, 직선만으로 구성해도 상관없다.

다음으로 실시예 5에 대해, 도 13을 사용해서 설명한다. 도 13에 본 실시예에 있어서의 랩부의 형상을 나타낸다. 실시예 5에서는, 래버린스(labyrinth)(돌기(10))를 설치한 랩 측면에 오목부(8)와 볼록부(9)를 설치한 것을 특징으로 하고 있다. 래버린스란 도 13에 나타내는 바와 같이, 랩 측면에 설치한 돌기(10)이다. 래버린스를 설치했을 경우, 랩부(3)와 랩부(4)가 접촉하는 바와 같은 경우여도, 돌기(10)의 선단에서만 접촉하고 랩 측면 전체가 접촉하는 것을 방지하여, 압축기가 파손되는 것을 막고 있다. 따라서 래버린스(돌기(10))를 설치했을 경우에는, 랩 극간(δ)을 작게 할 수 있어, 압축기로서의 효율을 높일 수 있다. 래버린스(돌기(10))는, 랩부(3)와 랩부(4)가 전체적으로 접촉하는 것을 막기 위해 설치되기 때문에, 랩 측면으로부터 돌출하는 범위는 둘레 방향에 있어서 매우 작은 것을 특징으로 하고 있다.

본 실시예에 있어서는, 도 13의 형상 1에 나타내는 바와 같이 래버린스(돌기(10))를 설치한 랩부(4)에 있어서, 오목부(8)를 설치한 반대 측의 랩 측면에 볼록부(9)를 설치하고 있다. 볼록부(9)는 랩부(4)의 변형에 의한 랩 극간(δ)의 확대를 방지하는 것을 목적으로 하고 있기 때문에, 랩 측면으로부터 돌출하는 범위는 둘레 방향에 있어서, 비교적 큰 것에 특징이 있다. 또한, 본 실시예에 있어서 볼록부(9)를 설치하는 범위에 있어서 랩부(4)는, 상대하는 랩부(3)의 측면으로부터 멀어지는(랩 극간이 커지는) 방향으로 변형한다. 따라서, 랩부(3)와 접촉할 가능성은 낮다. 그래서, 볼록부(9)의 돌출량을 돌기(10)보다 크게 형성하고 있다. 그 때문에, 볼록부(9)를 설치한 범위에 있어서는, 래버린스의 돌기(10)가 없게 되어 있다. 또한, 돌기(10)의 선단보다 높게 볼록부(9)를 설치하고 있기 때문에, 돌기(10a)와 돌기(10b) 사이를 통해 누출되게 되는 압축 공기가 없어져, 보다 압축기로서의 효율을 높일 수 있다. 볼록부를 설치하지 않는 영역에 있어서는 돌기(10)가 설치된다.

혹은 도 13의 형상 2와 같이, 볼록부(9)에 돌기(10)를 설치해도 상관없다. 그 경우에는, 압축기로서의 성능이 저하되어 버리지만, 만에 하나 볼록부(9)를 설치한 범위에 있어서 랩부(3)와 접촉하는 바와 같은 일이 있어도, 파손되지 않아 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상기 실시예 1~5의 형태에서는, 스크롤식 유체 기계를 공기 압축기로서 사용하는 경우를 예로 들어 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것에 한하는 것이 아니라, 예를 들면 냉매를 압축하는 냉매 압축기, 진공 펌프 등을 포함하고 다른 스크롤식 유체 기계에 적용해도 되는 것이다.

1 선회 스크롤
2 고정 스크롤
3 선회 스크롤 랩부
4 고정 스크롤 랩부
5, 5a, 5b, 5c, 5a', 5b', 5c', 5d, 5e, 5f, 5d', 5e', 5f' 압축실
6 흡입 포트
7 토출 포트
8, 8a, 8b, 8c 오목부
9, 9a, 9b, 9c 볼록부
10, 10a, 10b 돌기

Claims (10)

1. 와권(渦卷) 형상의 제1 랩부(lap portion)를 갖는 고정 스크롤과,
   상기 고정 스크롤에 대향하여 설치되고, 와권 형상의 제2 랩부를 갖는 선회 스크롤을 구비하고,
   상기 제1 랩부의 적어도 일부의 치원(齒元)에 볼록부를 가지며,
   상기 제2 랩부의 적어도 일부의, 상기 볼록부와 대향하는 치선(齒先)에 오목부를 가지는 스크롤식 유체 기계.
2. 와권 형상의 제1 랩부를 갖는 고정 스크롤과,
   상기 고정 스크롤에 대향해서 설치되고, 와권 형상의 제2 랩부를 갖는 선회 스크롤을 구비하고,
   상기 제2 랩부의 적어도 일부의 치원에 볼록부를 가지며,
   상기 제1 랩부의 적어도 일부의, 상기 볼록부와 대향하는 치선에 오목부를 가지는 스크롤식 유체 기계.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 오목부 또는 볼록부가, 당해 오목부 또는 볼록부가 설치된 랩부의 높이 방향의 일부에만 형성된 스크롤식 유체 기계.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 오목부 또는 상기 볼록부가, 당해 오목부 또는 볼록부가 설치된 랩부의 치저 내지 치선 간에 설치된 스크롤식 유체 기계.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 오목부 또는 상기 볼록부가, 치저 내지 치선 간에서 오목해지는 양 또는 볼록해지는 양이 변화된 스크롤식 유체 기계.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 랩부의 상기 볼록부가 설치된 영역을 제외하고 복수의 돌기가 설치된 스크롤식 유체 기계.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 랩부의 상기 볼록부가 설치된 영역을 포함하여 복수의 돌기가 설치된 스크롤식 유체 기계.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 볼록부가, 운전 시에 상기 고정 스크롤 또는 상기 선회 스크롤의 한쪽의 랩부의 외선의 외주 방향으로의 변형량보다, 외측에 대향하는 다른 쪽의 스크롤부의 랩부의 내선의 외주 방향으로의 변형량이 커지는 영역에 설치된 스크롤식 유체 기계.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 볼록부 및 오목부가, 랩부의 복수의 영역에 설치된 스크롤식 유체 기계.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 볼록부가, 상기 고정 스크롤과 상기 선회 스크롤의 운전 시의 변형량에 응해, 영역에 따라 서로 다른 크기로 형성된 스크롤식 유체 기계.

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