KR20210100751A - 스크롤 압축기 및 스크롤 압축기로 가스 유체를 압축하는 방법 - Google Patents

스크롤 압축기 및 스크롤 압축기로 가스 유체를 압축하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 유체, 특히 냉매를 압축하는 스크롤 압축기에 관한 것이다. 스크롤 압축기는 적어도 하나의 출구를 갖는 부동 고정자 및 가동 오비터를 포함하며, 각각은 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트로부터 연장되는 스크롤 형으로 형성된 벽을 갖는다. 베이스 플레이트들은, 벽들이 서로 맞물리고 폐쇄된 작업 챔버가 형성되도록 서로에 대해 배치된다. 이 경우, 오비터의 회전 운동에 따라, 작업 챔버의 체적 및 위치가 변경된다.

Description

스크롤 압축기 및 스크롤 압축기로 가스 유체를 압축하는 방법
본 발명은 가스 유체, 특히 냉매를 압축하는 장치로서 스크롤 압축기에 관한 것이다. 상기 압축기는 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트로부터 연장되는 스크롤형으로 형성된 벽, 및 적어도 하나의 출구를 갖는 부동 고정자 및 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트로부터 연장되는 스크롤형으로 형성된 벽을 갖는 가동 오비터를 포함한다. 베이스 플레이트들은, 고정자의 벽과 오비터의 벽이 서로 맞물리며 폐쇄된 작업 공간들이 형성되도록, 서로에 대해 배치된다. 오비터의 회전 운동에 따라, 작업 공간의 체적과 위치가 변경된다.
본 발명은 또한 스크롤 압축기로 가스 유체를 압축하는 방법에 관한 것이다.
모바일 애플리케이션에서, 특히 자동차의 에어컨디셔닝 시스템에서 냉매 회로를 통해 냉매를 송출하기 위한, 냉매 압축기라고도 하는, 종래 기술에 알려진 압축기는 냉매와 무관하게 종종 가변 용량형 피스톤 압축기로서 또는 스크롤 압축기로서 설계된다. 압축기는 풀리를 통해 또는 전기로 구동된다.
스크롤 압축기의 압축 기구는 베이스 플레이트로부터 연장되는 스크롤형으로 형성된 벽을 갖는 부동 고정자, 및 베이스 플레이트로부터 연장되는 스크롤 형으로 형성된 벽을 갖는 가동 오비터로 형성된다. 베이스 플레이트들은 고정자의 벽과 오비터의 벽이 서로 맞물리도록 서로에 대해 배치된다. 고정자와 오비터는 협력한다. 이 경우, 가동 스크롤은 편심 구동 장치에 의해 원형 궤도 상에서 이동되어, 스크롤형 벽들이 여러 지점에서 접촉하고 벽들과 베이스 플레이트들 사이에 다수의 연속하는, 폐쇄된 작업 공간들이 형성된다. 인접한 작업 공간들의 체적들은 상이한 크기이다. 고정자에 대한 오비터의 운동으로 인해, 작업 공간들의 체적들이 스크롤형 벽의 중심을 향하여 점차적으로 작아지고 작업 공간들 내에 갇힌 가스 유체가 압축되도록, 작업 공간들의 체적 및 위치가 변경된다. 이렇게 압축된 유체는 적어도 하나의 출구를 통해 압축 기구로부터 배출된다.
종래 기술에는, 적어도 하나의 출구, 특히 출구의 배치 및 크기를 고려하여, 부동/고정 스크롤 또는 가동 스크롤이라고도 하는 고정자 또는 오비터를 압축 중에 무용 체적(dead volume)을 최소화하도록 조정하는 것이 공지되어 있다.
미국 특허 출원 제 2003 0108444 A1호에는 각각 스크롤형 벽을 갖는 고정자 및 오비터를 구비한 스크롤 압축기가 기술되어 있다. 각각 인벌류트 곡선에 의해 규정된 내부 및 외부 벽면을 갖는 벽들의 형성은 2개의 스크롤형 벽들 사이의 거리를 감소시키는 것을 목표로 한다.
종래의 스크롤 압축기, 특히 고정자 및 오비터의 스크롤형 벽들은, 가스 유체의 압축 과정의 끝에서, 압축 챔버 또는 중간 챔버라고도 하는 특정 작업 챔버가 형성되어, 압축 중에 중간 챔버 내의 유체의 압력이 시스템 내의 고압과 관련한 특정 조건 하에서 또는 2개의 단부 챔버들 사이에서도 매우 과도하게 높아질 수 있도록 설계되었다. 유체의 매우 높아진 압력은 가청의 그리고 감지 가능한 진동을 야기할 수 있고, 그에 따라 약어로 NVH-거동("Noise, Vibration, Harshness")이라고 하는 진동 거동 및 소음 거동의 심한 악화를 야기할 수 있다.
본 발명의 과제는 시스템의 고압과 비교하여 중간 챔버 내의 과압의 형성을 감소시키거나 경우에 따라 완전히 방지하는, 가스 유체를 압축하는 장치, 특히 스크롤 압축기를 개발하는 것이다. 또한, 특히 비대칭 스크롤형 기하 구조, 즉 압축 경로의 다양한 랩(wrap) 각도를 갖는 기하 구조에서, 오비터의 가속을 피하기 위해, 2개의 압축 경로의 2개의 단부 챔버 사이의 가능한 한 압력 균등화가 가능해지거나 또는 개선되어야 한다. 따라서, 압축기에 의해 생성된 진동이 최소화되거나 또는 방지되어야 하고, 따라서 압축기의 NVH 거동이 개선되어야 한다. 상기 압축기는 제조 비용 및 유지 관리 비용을 최소화하기 위해 구조적으로 간단히 구현될 수 있어야 한다.
상기 과제는 독립 청구항의 특징을 갖는 대상에 의해 해결된다. 개선 예들은 종속 청구항들에 제시되어 있다.
상기 과제는 가스 유체, 특히 냉매를 압축하는 장치로서 본 발명에 따른 스크롤 압축기에 의해 해결된다. 압축기는 베이스 플레이트와 고정자의 상기 베이스 플레이트로부터 연장되는 스크롤 형으로 형성된 벽, 및 적어도 하나의 출구를 갖는 부동 고정자 및 베이스 플레이트와 오비터의 상기 베이스 플레이트로부터 연장되는 스크롤 형으로 형성된 벽을 갖는 가동 오비터를 포함한다. 베이스 플레이트들은 고정자의 벽과 오비터의 벽이 서로 맞물리고 폐쇄된 작업 공간들이 형성되도록 서로에 대해 배치되어 있다. 오비터의 운동, 특히 회전 운동에 따라 작업 공간의 체적 및 위치가 변경된다.
스크롤형 벽들은, 적어도 하나의 출구의 영역에서 압축 경로의 제 1 단부 챔버 및 제 2 단부 챔버가 형성될 뿐만 아니라, 오비터의 회전 각에 따라 벽들의 내측 단부들에서 단부 챔버들 사이에 배치된 중간 챔버가 형성되도록, 설계된다.
본 발명의 개념에 따르면, 내측 단부의 영역에서 스크롤형 벽들 중 적어도 하나는, 중간 챔버로부터 적어도 하나의 단부 챔버로의 유동 경로로서 벽들 사이에 갭이 개방되도록 형성된다. 이 경우, 유동 경로의 개도(degree of opening)는 오비터의 회전 각에 의존한다.
유동 경로의 개도로서, 최대로 가능한 유동 단면적에 대한 현재의 유동 단면적의 비율은 이하에서 유체에 대한 자유 유동 면적을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 오비터의 회전 각에 따라, 고정자의 벽의 내측 단부는 오비터의 벽에 그리고 오비터의 벽의 내측 단부는 고정자의 벽에 중간 챔버를 밀봉하는 방식으로 접촉하여 배치된다.
오비터의 회전 각에 따라, 고정자 및 오비터의 벽들 사이에는, 중간 챔버로부터 제 1 단부 챔버로의 유동 경로로서 또는 중간 챔버로부터 제 2 단부 챔버로의 유동 경로로서 갭이 형성될 수 있다. 이 경우, 유동 경로들의 개도는 각각 오비터의 회전 각에 의존한다.
또한, 고정자와 오비터의 벽들 사이에는, 오비터의 회전 각에 따라, 제 1 단부 챔버로부터 제 2 단부 챔버로의 유동 경로로서 갭이 형성될 수 있다. 이 경우, 단부 챔버들 사이의 유동 경로의 개도는 오비터의 회전 각에 의존한다.
본 발명의 개선 예에 따르면, 2개의 섹션들 사이 내측 단부의 영역에서 적어도 하나의 벽은, 중간 챔버의 체적을 확대시키도록, 종래 기술에 따른 스크롤 압축기와 비교하여 더 작은 벽 두께를 갖도록 형성된다.
적어도 하나의 벽은 바람직하게는 벽의 두께가 제 1 섹션으로부터 제 2 섹션의 방향으로 이동하면서 점점 더 작아지고, 제 2 섹션의 영역에서 제 2 섹션 상의 초기 값으로 다시 커지도록 설계된다. 이 경우, 오비터의 중심을 향한 벽의 측면은 종래 기술에 따른 스크롤 압축기와 비교하여 반경 방향 외부로 오프셋되어 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 벽은 벽의 높이에 걸쳐 일정한 벽 두께를 가지므로 일정한 윤곽을 갖는다.
이 경우, 벽의 높이는 축 방향, 즉 오비터의 회전축 방향으로의 벽의 길이이다. 따라서, 벽의 윤곽은 바람직하게는 베이스 플레이트에 연결된 제 1 면과 베이스 플레이트에 대해 멀어지게 축 방향으로 정렬된 제 2 자유 면의 영역에서 동일하고, 전체 높이에 걸쳐 균일하고 일정하다.
본 발명의 또 다른 장점은, 오비터의 스크롤형 벽 및/또는 고정자의 스크롤형 벽이 각각 내측 단부의 영역에서, 고정자의 벽과 오비터의 벽 사이의 갭이 중간 챔버로부터 적어도 하나의 단부 챔버로의 유동 경로로서 개방되도록 형성된다는 것이다.
상기 과제는 또한 상기 본 발명에 따른 스크롤형 압축기를 이용하여 가스 유체, 특히 냉매를 압축하는 본 발명에 따른 방법에 의해 해결된다.
본 발명의 개념에 따르면, 오비터의 회전 각의 특정 범위에서의 고정자와 오비터의 배치 시, 중간 챔버로부터 압축 경로의 적어도 하나의 단부 챔버로의 유동 경로로서 고정자와 오비터의 스크롤형 벽들 사이의 갭이 개방된다. 이 경우, 유동 경로의 개도는 오비터의 회전 각에 의존한다. 중간 챔버 및 그에 따라 벽들 사이의 가능한 갭은 0°의 오비터의 회전 각에서 고정자와 오비터의 배치 시 폐쇄된다.
0°의 오비터의 회전 각에서의 고정자와 오비터의 배치에서, 최종 압축 챔버로서의 중간 챔버는 고정자의 출구에만 유동적으로 연결된다. 이 경우, 출구를 통한 단부 챔버로의 연결은 형성되지 않는다.
본 발명의 개선 예에 따르면, 0° 내지 60°보다 큰 오비터의 회전 각의 범위에서 중간 챔버로부터 적어도 하나의 단부 챔버로의 유동 경로가 개방된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 20° 범위의 오비터의 회전 각에서의 고정자 및 오비터의 배치 시, 중간 챔버와 단부 챔버 사이의 갭이 개방되고, 중간 챔버와 단부 챔버 사이의 유동 경로는 약 20%의 개도를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 30° 범위의 오비터의 회전 각에서의 고정자와 오비터의 배치 시, 중간 챔버와 제 1 단부 챔버 사이에 그리고 중간 챔버와 제 2 단부 챔버 사이에 각각 개방된 갭이 형성된다. 이 경우, 중간 챔버와 단부 챔버 사이의 유동 경로는 약 40%의 개도를 갖는다.
본 발명의 또 다른 장점은 60° 범위의 오비터의 회전 각에서의 고정자와 오비터의 배치 시, 중간 챔버와 제 1 단부 챔버 사이에 그리고 중간 챔버와 제 2 단부 챔버 사이에 각각 갭이 형성됨으로써, 압축된 유체가 단부 챔버들 사이에서 흐른다는 것이다. 이 경우, 단부 챔버들 사이의 유동 경로는 약 10%의 개도를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 개선 예에 따르면, 30°보다 큰 범위, 특히 60°보다 큰 범위 내의 오비터의 회전 각에서의 고정자와 오비터의 배치 시, 단부 챔버들 사이의 유동 경로는 계속 개방된다. 약 115°의 오비터 회전 각에서, 단부 챔버들 사이의 유동 경로는 완전히 개방된다.
특히 스크롤 압축기의 추가 개발로서 가스 유체를 압축하기 위한 본 발명에 따른 압축기 및 스크롤들 사이의 회전각 의존적 통합형 갭을 갖는 스크롤 압축기를 이용하여 가스 유체, 특히 냉매를 압축하는 방법은 요약하면 이하의 다양한 장점들을 갖는다:
- 갭의 각 유동 단면적은 단부 챔버 내의 압력의 최적의 조정이 보장되도록 형성되고, 가변 내부 갭은, 단부 챔버들 사이의 유체의 의도된 흐름이 보장되도록, 종래 기술과 비교하여 상응하는 영역에서의 스크롤들의 간격을 증가시키고,
- 특히 상이한 인벌류트 각도로 형성된 스크롤들에서, 2개의 압축 경로의 2개의 단부 챔버들 사이의 균일하고 연속적인 압력 균등화 또는 중간 챔버 내의 과압 형성의 감소 또는 방지가 이루어지며, 동일한 압력을 얻기 위한 특성이 향상되고
- 단부 챔버 사이의 압력 균등화는 회전 각 또는 압축 사이클 시간에 따라 조정 및 제어되고, 그로 인해
- 오비터의 진동 및 가속이 최소화되거나 방지되고 압축기의 NVH 거동이 개선되며,
- 예를 들어 스크롤, 특히 오비터의 코팅과 관련해서, 그리고 주조의 공정 단계 내에서 장치가 간단하고 저렴하게 제조되며, 상기 벽과 상기 베이스 플레이트 사이의 이행부(transition) 및 나머지 스크롤 기하 구조를 가진 상기 벽의 내측 단부에 잠재적 단계들(potentially phases)이 형성됨으로써, 공구가 교환될 필요가 없거나 추가 처리 단계가 필요 없으며, 예를 들어 절개부의 별도 제조에서 발생할 수 있는 날카로운 모서리와 관련된 위험이 없다.
본 발명의 또 다른 세부 사항들, 특징 및 장점은 관련 도면들을 참조해서 이루어지는 실시 예들에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 나타난다.
도 1a 및 도 1b는 압축 기구를 이용하여 가스 유체를 압축하는 장치로서 스크롤 압축기를 압축 기구의 측단면도로 그리고 평면도의 상세도로 도시하고,
도 2a 내지 도 2c는 압축 기구의 스크롤형 벽을 평면도로 그리고 스크롤형 벽의 내측 단부의 상세도로 도시하며,
도 3a 내지 도 3h는 고정자에 대한 오비터의 회전 각에 따라 압축 기구의 스크롤형 벽의 내측 단부들 사이의 갭 그리고 종래의 벽과 본 발명에 따른 벽의 비교를 각각 평면도로 도시하고,
도 4a는 고정자에 대한 오비터의 회전 각에 따른 2개의 단부 챔버들 사이의 유동 경로의 개도를 나타낸 다이어그램을 도시하며,
도 4b는 고정자에 대한 오비터의 회전 각에 따른 중간 챔버와 단부 챔버 사이의 유동 경로의 개도를 나타낸 다이어그램을 도시한다.
도 1a에는 압축 기구를 이용한 가스 유체의 압축 장치로서 스크롤 압축기(1)가 측 단면도로 도시되어 있다.
스크롤 압축기(1)는 하우징(2), 디스크형 베이스 플레이트(3a)와 상기 베이스 플레이트(3a)의 일 측면으로부터 연장되는 스크롤형 벽(3b)을 갖는 부동 고정자(3), 및 디스크형 베이스 플레이트(4a)와 상기 베이스 플레이트(4a)로부터 연장되는 스크롤형 벽(4b)을 갖는 가동 오비터(4)를 포함한다. 고정자(3)와 오비터(4)는 협력하며, 특히 고정자(3)의 벽(3b)과 오비터(4)의 벽(4b)이 서로 맞물리도록 베이스 플레이트들(3a, 4a)과 함께 서로에 대해 배치되어 있다.
가동 스크롤(4)이라고도 하는 오비터(4)는 편심 구동 장치에 의해 원형 궤도에서 고정 스크롤(3)이라고도 하는 고정자(3)에 대해 이동된다. 스크롤형 벽(4b)은 고정 스크롤형 벽(3b) 주위를 회전한다. 스크롤들(3, 4)의 상대 이동 중에, 벽들(3b, 4b)은 여러 지점에서 접촉하며, 벽들(3b, 4b)과 베이스 플레이트들(3a, 4a) 사이에 다수의 연속하는, 폐쇄된(밀봉된) 작업 챔버들(5, 5-0, 5-1, 5-2)을 형성하며, 인접한 작업 챔버들(5, 5-0, 5-1, 5-2)은 상이한 크기의 체적을 한정한다.
고정자(3)에 대한 오비터(4)의 운동에 따라, 작업 챔버들(5, 5-0, 5-1, 5-2)의 체적 및 위치가 변경된다. 2개의 맞물린 스크롤형 벽들(3b, 4b)의 반대 회전 운동에 의해 작업 챔버들(5, 5-0, 5-1, 5-2)의 크기는 작아진다. 스크롤 벽이라고도 하는 스크롤형 벽들(3b, 4b)의 중심을 향해 배치된 작업 챔버들(5, 5-0, 5-1, 5-2)의 체적들은 더 작아진다. 이 경우, 작업 챔버들 내에 갇힌 가스 유체는 압축되고, 스크롤 압축기(1)의 제 1 압축 경로의 제 1 단부 챔버(5-1) 및 스크롤 압축기(1)의 제 2 압축 경로의 제 2 단부 챔버(5-2)로부터 출구(6)를 통해 압축 기구로부터 배출된다. 압축될 가스 유체, 특히 냉매는 흡입되어, 압축 기구 내에서 압축되고 출구를 통해 배출된다.
편심 구동 장치(도시되지 않음)는 구동 샤프트를 포함하고, 상기 구동 샤프트는 회전축을 중심으로 회전하며 베어링을 통해 하우징(2)에 지지된다. 오비터(4)는 중간 요소를 통해 구동 샤프트에 편심으로 연결된다. 즉, 오비터(4)의 축과 구동 샤프트의 축은 서로 오프셋되어 배치된다. 오비터(4)는 추가 베어링을 통해 중간 요소에 지지된다.
도 1b에는 중간 챔버(5-0), 단부 챔버(5-1, 5-2) 및 출구(6)의 영역에서 도 1a의 압축 기구의 평면도의 부분(A)이 상세도로 도시되어 있다. 도 2a 및 도 2b에는 개별 요소로서 오비터(4)의 스크롤형 벽(4b)이 개략적인 평면도로 그리고 스크롤형 벽(4b)의 내측 단부(4c)의 부분(B)이 상세도로 도시되어 있다. 도 2c에는 가동 스크롤(4)의 스크롤형 벽(4b)의 실시 예의 내측 단부(4c)가 도시되어 있다. 출구(6)는 고정자(3)의 베이스 플레이트(3a) 내에 폐쇄(밀봉) 가능한 관통 개구로서 형성되고, 그에 따라 고정자(3)의 벽(3b)과 동일하게 벽(3b)에 대해 움직일 수 없게 형성된다.
오비터(4)가 원형 궤도에서 고정자(3)에 대해 이동하기 때문에, 스크롤형 벽(4b)은 고정 스크롤형 벽(3b) 주위를 회전한다. 도 1b에 따르면, 스크롤들(3, 4)의 벽들(3b, 4b)은 각각 내측 단부(3c, 4c)의 영역에서 서로 정렬된 내부 면에 접촉하여 배치된다. 이 경우, 고정 스크롤(3)의 벽(3b)의 내측 단부(3c)는 가동 스크롤(4)의 벽(4b)에 그리고 가동 스크롤(4)의 벽(4b)의 내측 단부(4c)는 고정 스크롤(3)의 벽(3b)에 중간 챔버(5-0)를 밀봉하는 방식으로 접촉한다.
결과적으로, 중간 챔버(5-0)는 한편으로는 고정자(3)의 벽(3b)에 의해 그리고 다른 한편으로는 오비터(4)의 벽(4b)에 의해 한정된다. 벽들(3b, 4b)은 벽(4b)의 내측 단부(4c)의 2개의 영역에서 접촉하여 배치된다.
오비터(4)의 벽(4b)의 내측 단부(4c)의 영역에서, 2개의 섹션들(7, 8) 사이의 벽(4b)은 종래 기술에 따른 오비터의 벽(4b')과 비교하여 더 작은 벽 두께를 갖는다. 벽들(4b, 4b')의 벽 두께는 제 1 섹션(7)에서 시작하여 제 2 섹션(8)의 방향으로 이동하면서 점차적으로 증가한다. 그 다음, 제 2 섹션(8)의 영역에서, 특히 점차적인 증가와 비교하여 매우 급격하게 감소한다. 섹션들(7, 8) 사이에서 오비터(4)의 벽(4b)의 윤곽은 종래의 오비터의 벽(4b')과 다르다. 그렇지 않으면, 벽들(4b, 4b')의 윤곽들은 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
벽(4b)의 섹션들(7, 8)의 배치는 각각 유체의 압축 공정의 효율이 변함없이 유지되도록 결정된다. 오비터(4)의 운동 시뮬레이션에 기초하여, 고정자(3) 상에 형성된 출구(6)를 고려하여, 특히 출구(6)의 위치 및 크기를 고려하여, 2개의 스크롤(3, 4)의 벽들(3b, 4b) 사이의 밀봉 선은, 최종 압축 챔버로서의 중간 챔버(5-0)가 최적으로 밀봉되도록 결정되며, 상기 최적의 밀봉은 특히 고압의 경우 유체의 압축 공정의 고효율을 위해 필요하다. 특히, 제 2 섹션(8)은 압축 동안 효율의 손실을 방지하도록 정확하게 배치된다.
본 발명에 따른 오비터(4)의 벽(4b)의 내부 면의 반경은 종래 기술에 알려진 오비터의 벽(4b')의 내부 면의 반경보다 커서, 본 발명에 따른 스크롤 압축기(1)의 압축 기구의 중간 챔버(5-0)의 체적은 종래의 스크롤 압축기의 압축 기구의 중간 챔버의 체적보다 더 크다. 중간 챔버(5-0)의 체적을 한정하는 압축 기구의 베이스 플레이트(3a, 4a)도 마찬가지로 동일하다.
오비터(4)의 벽(4b)의 내측 단부(4c)의 영역, 특히 내측 단부(4c)의 내부 면은, 자유롭게 정의된 수학적 함수들로 또는 기준점에 의해 2개 이상의 반경을 갖는 소위 "스플라인"으로 바람직하게 정의되고 변형된다.
오비터(4)의 벽(4b)의 윤곽은 베이스 플레이트(4a)에 연결된 제 1 면의 영역과 축 방향으로 그리고 베이스 플레이트(4a)에 대해 멀게 배향된 제 2 자유 면의 영역에서 동일하다. 결과적으로, 축 방향에 대해 수직으로 정의된 평면에 각각 배치된 벽(4b)의 면들은 서로 동일한 간격으로 균일하게 배치된다. 면들 사이의 거리는 벽(4b)의 높이라고도 한다. 따라서, 축 방향으로의 벽의 확장은 벽(4b)의 높이로 간주된다. 벽(4b)의 윤곽은 벽(4b)의 전체 높이에 걸쳐 일정하다.
오비터(4)의 베이스 플레이트(4a)를 향해 배향된 제 1 면으로부터 고정자(3)의 베이스 플레이트(3a)를 향해 배향된 제 2 면으로 연장되는 오비터(4)의 벽(4b)은 나머지 스크롤 기하 구조와 공통의 공정으로 또는 단계별 공정 내에서 제조될 수 있다. 따라서, 주조 공구 또는 절삭 공구에 의한 가동 스크롤(4)의 제조 및 벽(4b)을 갖는 베이스 플레이트(4a)의 성형은 하나의 단계에서 또는 2 단계 또는 다단계 공정 내에서 별도의 단계들로 수행될 수 있다. 벽(4b)의 윤곽은 고정밀 선삭 공정, 밀링 공정 또는 조합된 선삭/밀링 공정에 의해 그리고 스크롤(4)의 거친(rough) 또는 미세 연삭 동안 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 스크롤 압축기(1)의 오비터(4)의 벽(4b)은 종래의 스크롤 압축기와 비교하여, 스크롤들(3, 4)의 특정 배치에서, 특히 통상적으로 폐쇄된 중간 챔버(5-0)가 형성되는 회전 각의 특정 범위에서, 스크롤들(3, 4)의 벽들(3b, 4b) 사이의 갭이 보장되며, 그 개도가 오비터(4)의 회전 각에 의존하도록, 변형된다. 오비터(4)의 회전 각에 의존하는 상기 갭에 의한 유동 경로의 개도는, 특히 중간 챔버(5-0) 내의 압축된 유체의 과압을 피하거나 최소화하기 위해 또는 스크롤 압축기(1)의 압축 경로의 2개의 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 가급적 균일한 압력 균등화를 보장하기 위해, 또한 오비터(4)의 가속을 피하기 위해, 특히 압력 레벨, 압축 경로의 랩(wrap) 각도, 및 고정 스크롤(3) 내의 개구 기하 구조에 대해, 각각 상응하는 용도에 대해 최적으로 조정될 수 있다. 결과적으로, 갭의 가변 개도에 의해 스크롤들(3, 4) 사이의 간격은, 단부 챔버(5-1, 5-2) 내의 유체의 압력을 균등화하기 위한 유동 및 그에 따라 2개의 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 균등화 유동을 보장하기 위해, 오비터(4)의 회전 각을 기반으로 변경되고, 특히 커진다. 갭의 회전 각 의존적 가변 개도는 스크롤들(3, 4)의 스크롤형 벽들(3b, 4b)의 윤곽으로부터 주어진다.
갇힌 유체에 의한 압력 피크를 피하고 급격한 압력 균등화 과정을 피하기 위해, 예컨대 CFD(computational fluid dynamics) 시뮬레이션을 이용하여 오비터(4)의 회전 각 의존적 윤곽이 계산된다. 계산의 출발점으로서, 스크롤들(3, 4)의 벽들(3b, 4b)의 변하지 않은 윤곽이 사용된다. 계산 중에, 스크롤들(3, 4)의 벽들(3b, 4b)의 변하지 않은 윤곽과 비교하여 스크롤들(3, 4)의 벽들(3b, 4b)의 윤곽들 중 적어도 하나는, 오비터(4)의 궤도 운동 중에 스크롤들(3, 4)의 벽들(3b, 4b) 사이에 더 큰 갭이 형성되도록, 변경된다. 그 후, 벽(3b, 4b)의 계산된 윤곽의 설계는 제조 가능한 최소 반경 및 사용된 공구의 가능한 절삭 경로와 같은 제조의 경계 조건을 고려하여 조정된다.
예를 들어 도 2c에 따른 벽(3b, 4b)의 윤곽, 특히 상이한 반경 R1, R2, R3을 갖는 오비터(4)의 벽(4b)의 내측 단부(4c)의 윤곽의 최종 형성은 유체의 압축 과정의 효율 및 압축기의 NVH 거동을 고려하여 압축기에 대한 실험을 기초로 결정된다. 벽(4b)의 윤곽은 종래 기술의 오비터의 벽(4b')과 비교하여 2개의 섹션(7, 8) 사이에서 변경된다. 이 경우, 윤곽은 섹션들(7, 8)까지 변경되지 않은 원래 윤곽(UK)에 상응한다. 제 2 섹션(8)의 영역에는 이행 윤곽(
Figure pct00001
)도 형성된다.
도 3a 내지 도 3h에는 고정자(3)에 대한 오비터(4)의 회전 각에 따른 압축 기구의 스크롤형 벽들(3b, 4b)의 내측 단부들(3c, 4c) 사이의 개방된 또는 폐쇄된 갭, 및 오비터의 본 발명에 따른 벽(4b)과 종래의 벽(4b')의 비교가 각각 평면도로 도시되어 있다. 도 4a에는 추가로 고정자(3)에 대한 오비터(4)의 회전 각에 따른 2개의 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로의 개도를 나타낸 다이어그램이 도시되어 있고, 도 4b에는 고정자(3)에 대한 오비터(4)의 회전 각에 따른 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 유동 경로의 개도를 나타낸 다이어그램이 도시되어 있다.
도 3a에 따른 0°의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치까지는, 본 발명에 따른 벽(4b)을 갖는 스크롤 압축기(1)와 종래의 벽(4b')을 갖는 스크롤 압축기(1)는 동일한 압축 거동을 나타낸다. 이 경우, 제 1 압축 경로의 제 1 단부 챔버(5-1)와 중간 챔버(5-0) 사이의 연결부로서의 제 1 섹션(7), 및 제 2 압축 경로의 제 2 단부 챔버(5-2)와 중간 챔버(5-0) 사이의 연결부로서의 제 2 섹션(8)은 모두 폐쇄된다. 스크롤들(3, 4)의 벽들(3b, 4b, 4b') 사이의 섹션들(7, 8)은 밀봉되고, 그럼으로써 도 4a 및 도 4b에 따른 각각의 유동 경로의 개도는 0이다.
도 3b에 따른 20°의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치 및 본 발명에 따른 벽(4b)의 형성에서, 종래의 벽 (4b')과 비교하여, 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 제 1 섹션(7)의 영역에서 갭이 개방되므로, 압축된 유체가 중간 챔버(5-0)로부터 제 1 단부 챔버(5-1) 내로 흐르고, 따라서 중간 챔버(5-0) 내의 과압이 감소하거나 피해진다. 도 4b에 따르면, 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 유동 경로는 20%의 개도를 갖는다. 종래의 벽(4b')의 형성에서, 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 연결부로서의 제 1 섹션(7)은 폐쇄된다.
중간 챔버(5-0)와 제 2 단부 챔버(5-2) 사이의 연결부로서의 제 2 섹션(8)은 오비터(4)의 벽(4b, 4b')의 형성과 무관하게 폐쇄되므로, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로들도 폐쇄된다. 종래의 벽(4b')의 형성 시, 중간 챔버(5-0)와 단부 챔버들(5-1, 5-2) 중 하나 사이의 연결부들로서 제 1 섹션(7) 및 제 2 섹션(8)이 모두 폐쇄되기 때문에, 중간 챔버(5-0) 내의 높은 과압의 위험이 매우 크다.
도 3c에 따른 30°의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치 및 본 발명에 따른 벽(4b)의 형성에서, 종래의 벽 (4b')과 비교하여, 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 제 1 섹션(7)의 영역 및 중간 챔버(5-0)와 제 2 단부 챔버(5-2) 사이의 제 2 섹션(8)의 영역에서 모두 갭이 형성되거나 유동 경로가 개방되므로, 압축된 유체가 중간 챔버(5-0)로부터 단부 챔버들(5-1, 5-2) 내로 흐르고, 따라서 중간 챔버(5-0) 내의 과압이 더욱 감소하거나 피해진다. 도 4b에 따르면, 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 유동 경로는 40%의 개도를 갖는다. 중간 챔버(5-0) 내의 유체의 더 높은 압력으로 인해 중간 챔버(5-0)로부터 각각의 단부 챔버(5-1, 5-2) 내로의 유체의 배출 그리고 섹션들(7, 8)의 영역에서 갭의 작은 개도 때문에, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이에서는 유체가 흐르지 않게 됨으로써, 도 4a에 따른 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로의 개도는 0이다.
종래의 벽(4b')의 형성에서, 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 연결부로서의 제 1 섹션(7) 및 중간 챔버(5-0)와 제 2 단부 챔버(5-2) 사이의 연결부로서의 제 2 섹션(8)은 모두 폐쇄되므로, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로도 결과적으로 폐쇄되고, 중간 챔버(5-0) 내의 높은 과압의 위험이 여전히 매우 크다.
도 3d에 따른 60°의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치 및 본 발명에 따른 벽(4b)의 형성에서, 종래의 벽 (4b')과 비교하여, 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 제 1 섹션(7)의 영역 및 중간 챔버(5-0)와 제 2 단부 챔버(5-2) 사이의 제 2 섹션(8)의 영역에서 모두 갭이 개방되므로, 압축된 유체가 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이를 흐르고, 2개의 단부 챔버들(5-1, 5-2)에서 조기의 압력 균등화가 이루어진다. 중간 챔버(5-0)는 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로의 완전한 구성 요소이므로, 도 4b에 따른 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 개도는 0이다. 도 4a에 따르면, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로는 약 10%의 개도를 갖는다.
종래의 벽(4b')의 형성 시, 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 연결부로서의 제 1 섹션(7) 및 중간 챔버(5-0)와 제 2 단부 챔버(5-2) 사이의 연결부로서의 제 2 섹션(8) 모두 폐쇄되므로, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로도 결과적으로 폐쇄되고, 중간 챔버(5-0) 내의 높은 과압의 위험이 여전히 매우 크다. 중간 챔버(5-0)도 최소 체적으로 줄어든다.
도 3e 내지 도 3h에 따른 60°이상의 회전 각, 특히 약 85°, 100°, 105° 및 115°의 회전 각에서의 고정자(3) 및 오비터(4)의 배치 및 본 발명에 따른 벽(4b)의 형성에서, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로는 지속적으로 개방되며, 개도는 약 30%, 52%, 80% 및 100%이다. 115°의 회전 각에서, 유동 경로는 완전히 개방된다. 2개의 단부 챔버(5-1, 5-2) 내의 압력 균등화는 연속적이고 균일하게 이루어진다. 도 4b에 따른 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이의 유동 경로의 개도는 중간 챔버(5-0)가 없기 때문에 0으로 유지된다.
종래의 벽(4b')의 형성 및 도 3e에 따른 약 85°의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치에서, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 연결부로서의 섹션들(7, 8) 및 그에 따라 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로는 폐쇄된 상태로 유지된다. 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 압력 균등화는 불가능하다. 도 3f에 따른 약 100°의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치에서야, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로로서 갭이 개방되므로, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 압력 균등화의 과정이 시작된다. 도 4a에 따르면, 유동 경로의 개도는 약 5%이다. 도 3g 및 도 3h에 따른 100° 이상의 회전 각, 특히 약 105° 및 115°의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치에서, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로는 더 개방되며, 개도는 약 40% 및 80%이다. 120°의 회전 각에서야, 유동 경로가 완전히 개방된다.
종래의 벽(4b')을 갖는 오비터를 본 발명에 따른 벽(4b)을 가진 오비터(4)와 비교하면, 본 발명에 따른 실시 예에서 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로는 30° 내지 40° 범위의 회전 각에서 시작하여 이미 균일하게 개방되므로, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 균일하고 지속적인 압력 균등화가 이루어지는 것이 확인된다. 종래의 벽(4b')을 갖는 오비터에서는, 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로가 약 100°의 회전 각에서야 개방된다. 유동 경로들이 각각 약 115° 내지 120°의 회전 각에서 완전히 개방되기 때문에, 종래의 벽(4b')을 갖는 오비터에서의 유동 경로는 갑자기 그리고 단시간 동안 개방되고, 그럼으로써 압력 균등화가 균일하거나 지속적으로 이루어지지 않을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 벽(4b)을 갖는 오비터(4)의 경우 중간 챔버(5-0)와 단부 챔버(5-1) 사이의 유동 경로의 개방에 의해, 중간 챔버(5-0) 내의 과압이 감소하거나 피해진다. 이러한 유동 경로는 종래의 벽(4b')을 갖는 오비터에서는 개방되지 않기 때문에, 중간 챔버(5-0) 내에서 발생하는 과압이 감소하지 않는다.

Claims (16)

  1. 가스 유체의 압축 장치로서의 스크롤 압축기(1)로서,
    - 베이스 플레이트(3a) 및 상기 베이스 플레이트(3a)로부터 연장되는 스크롤 형으로 형성된 벽(3b), 및 적어도 하나의 출구(6)를 가진 부동 고정자(3), 그리고
    - 베이스 플레이트(4a) 및 상기 베이스 플레이트(4a)로부터 연장되는 스크롤 형으로 형성된 벽(4b)을 가진 가동 오비터(4)를 포함하고, 상기 베이스 플레이트들(3a, 4a)은 상기 고정자(3)의 상기 벽(3b) 및 상기 오비터(4)의 상기 벽(4b)이 서로 맞물리며 폐쇄된 작업 챔버들(5, 5-0, 5-1, 5-2)이 형성되도록 서로에 대해 배치되고, 상기 오비터(4)의 회전 운동에 따라 상기 작업 챔버들(5, 5-0, 5-1, 5-2)의 체적 및 위치가 변경되며,
    상기 벽들(3b, 4b)은, 상기 오비터(4)의 회전 각에 따라 상기 적어도 하나의 출구(6)의 영역에서 압축 경로의 제 1 단부 챔버(5-1) 및 제 2 단부 챔버(5-2)가 그리고 상기 벽들(3b, 4b)의 내측 단부들(3c, 4c)에서 상기 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이에 배치된 중간 챔버(5-0)가 형성되도록 설계되고, 상기 내측 단부(3c, 4c)의 영역에서 적어도 하나의 벽(3b, 4b)은 상기 벽들(3b, 4b) 사이의 갭이 상기 중간 챔버(5-0)로부터 적어도 하나의 단부 챔버(5-1, 5-2)로의 유동 경로로서 형성되도록 설계되며, 상기 유동 경로의 개도(degree of opening)는 상기 오비터(4)의 회전 각에 의존하는, 스크롤 압축기(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 오비터(4)의 회전 각에 따라, 상기 고정자(3)의 상기 벽(3b)의 상기 내측 단부(3c)는 상기 오비터(4)의 상기 벽(4b)에, 그리고 상기 오비터(4)의 상기 벽(4b)의 상기 내측 단부(4c)는 상기 고정자(3)의 상기 벽(3b)에 상기 중간 챔버(5-0)를 밀봉하는 방식으로 접촉하여 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1).
  3. 제1항에 있어서, 상기 오비터(4)의 회전 각에 따라, 상기 벽들(3b, 4b) 사이에 상기 중간 챔버(5-0)로부터 상기 제 1 단부 챔버(5-1)로의 유동 경로로서의 갭 및/또는 상기 중간 챔버(5-0)로부터 상기 제 2 단부 챔버(5-2)로의 유동 경로로서의 갭이 형성되고, 상기 유동 경로들의 개도(degree of opening)는 각각 상기 오비터(4)의 회전 각에 의존하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1).
  4. 제1항에 있어서, 상기 오비터(4)의 회전 각에 따라, 상기 벽들(3b, 4b) 사이에 상기 제 1 단부 챔버(5-1)로부터 상기 제 2 단부 챔버(5-2)로의 유동 경로로서의 갭이 형성되고, 상기 유동 경로의 개도는 상기 오비터(4)의 회전 각에 의존하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1).
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 벽(3b, 4b)은, 상기 중간 챔버(5-0)의 원래 체적을 확대시키도록, 2개의 섹션(7, 8) 사이의 상기 내측 단부(3c, 4c)의 영역에서 감소된 벽 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1).
  6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 벽(3b, 4b)은, 상기 벽(3b, 4b)의 벽 두께가 제 1 섹션(7)으로부터 제 2 섹션(8)을 향해 이동하면서 연속적으로 작아지며, 상기 제 2 섹션(8)의 영역에서 상기 제 2 섹션(8) 상의 원래 두께로 커지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1).
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 벽(3b, 4b)은 상기 벽(3b, 4b)의 높이에 걸쳐 일정한 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1).
  8. 제1항에 있어서, 상기 오비터(4)의 상기 벽(4b)은 상기 내측 단부(4c)의 영역에서, 상기 고정자(3)의 상기 벽(3b)과 상기 오비터(4)의 상기 벽(4b) 사이의 갭이 상기 중간 챔버(5-0)로부터 상기 적어도 하나의 단부 챔버(5-1, 5-2)로의 유동 경로로서 형성되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1).
  9. 제1항에 있어서, 상기 고정자(3)의 상기 벽(3b)은 상기 내측 단부(3c)의 영역에서, 상기 고정자(3)의 상기 벽(3b)과 상기 오비터(4)의 상기 벽(4b) 사이의 갭이 상기 중간 챔버(5-0)로부터 상기 적어도 하나의 단부 챔버(5-1, 5-2)로의 유동 경로로서 형성되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 스크롤 압축기(1)로 가스 유체를 압축하는 방법으로서,
    회전 각의 특정 범위에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치 시, 벽들(3b, 4b) 사이에 중간 챔버(5-0)로부터 적어도 하나의 단부 챔버(5-1, 5-2)로의 유동 경로로서 갭이 개방되고, 그 개도는 상기 오비터(4)의 회전 각에 의존하며, 상기 중간 챔버(5-0)는 0°의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치 시 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1)로 가스 유체를 압축하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 중간 챔버(5-0)로부터 상기 적어도 하나의 단부 챔버(5-1, 5-2)로의 상기 유동 경로는 0° 내지 60°보다 큰 회전 각의 범위에서 개방되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1)로 가스 유체를 압축하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 약 20° 범위의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치 시, 상기 중간 챔버(5-0)와 하나의 단부 챔버(5-1, 5-2) 사이에 개방된 갭이 형성되고, 상기 중간 챔버(5-0)와 상기 단부 챔버(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로는 약 20%의 개도를 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1)로 가스 유체를 압축하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 약 30° 범위의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치 시, 상기 중간 챔버(5-0)와 제 1 단부 챔버(5-1) 사이에 그리고 상기 중간 챔버(5-0)와 제 2 단부 챔버(5-2) 사이에 개방된 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1)로 가스 유체를 압축하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 중간 챔버(5-0)와 하나의 단부 챔버(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로는 약 40%의 개도를 갖는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1)로 가스 유체를 압축하는 방법.
  15. 제10항에 있어서, 약 60° 범위의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치 시, 상기 중간 챔버(5-0)와 상기 제 1 단부 챔버(5-1) 사이에 그리고 상기 중간 챔버(5-0)와 상기 제 2 단부 챔버(5-2) 사이에 갭이 형성됨으로써, 압축된 유체가 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이를 흐르는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1)로 가스 유체를 압축하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 30°보다 큰 범위 내의 회전 각에서의 고정자(3)와 오비터(4)의 배치 시, 상기 단부 챔버들(5-1, 5-2) 사이의 유동 경로는 지속적으로 개방되고, 약 115°의 회전 각에서 완전히 개방되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기(1)로 가스 유체를 압축하는 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000027775A (ja) * 1998-07-15 2000-01-25 Fujitsu General Ltd スクロール圧縮機
JP2000110749A (ja) * 1998-09-30 2000-04-18 Fujitsu General Ltd スクロール圧縮機
JP2005273453A (ja) * 2004-03-22 2005-10-06 Aisin Seiki Co Ltd スクロール圧縮機
KR20060048832A (ko) * 2004-07-28 2006-05-18 아이신세이끼가부시끼가이샤 스크롤 압축기
JP2015038333A (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 ダイキン工業株式会社 スクロール圧縮機

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01149581U (ko) * 1988-04-08 1989-10-17
US5056336A (en) * 1989-03-06 1991-10-15 American Standard Inc. Scroll apparatus with modified scroll profile
JPH07310685A (ja) * 1994-05-12 1995-11-28 Sanden Corp スクロール型コンプレッサ
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
JP3711661B2 (ja) 1996-10-24 2005-11-02 三菱電機株式会社 スクロール圧縮機
US6120268A (en) * 1997-09-16 2000-09-19 Carrier Corporation Scroll compressor with reverse offset at wrap tips
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
JP2001173584A (ja) * 1999-09-01 2001-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクロール圧縮機
JP2003176792A (ja) 2001-12-10 2003-06-27 Sanden Corp スクロール型圧縮機
JP5279324B2 (ja) * 2008-04-10 2013-09-04 日立アプライアンス株式会社 ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機
CN106837796A (zh) * 2017-02-10 2017-06-13 珠海凌达压缩机有限公司 动涡盘、静涡盘、压缩机以及电动汽车
DE102017110759B4 (de) * 2017-05-17 2019-09-19 Hanon Systems Scroll-Verdichter für eine Fahrzeugklimaanlage
DE102017125968A1 (de) * 2017-11-07 2019-05-09 SANDEN International Europe Ltd. Spiralverdichter mit optimiertem Anpressdruck
CN107939681B (zh) * 2018-01-05 2023-07-25 中国石油大学(华东) 一种全啮合变壁厚涡旋真空泵

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000027775A (ja) * 1998-07-15 2000-01-25 Fujitsu General Ltd スクロール圧縮機
JP2000110749A (ja) * 1998-09-30 2000-04-18 Fujitsu General Ltd スクロール圧縮機
JP2005273453A (ja) * 2004-03-22 2005-10-06 Aisin Seiki Co Ltd スクロール圧縮機
KR20060048832A (ko) * 2004-07-28 2006-05-18 아이신세이끼가부시끼가이샤 스크롤 압축기
JP2015038333A (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 ダイキン工業株式会社 スクロール圧縮機

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