KR20230150211A - 기체상 유체를 압축하는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저압 섹션에서 고압 섹션으로 기체상 유체를 압축하기 위한 장치(1)에 관한 것이다. 상기 장치(1)는 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)를 갖는 하우징(2), 저압 섹션과 고압 섹션 사이에 배치된 압축 메커니즘 및 고압 섹션을 저압 섹션에 연결하는 유동 덕트(16)를 포함한다. 상기 하우징 부재(2a)는 고압측 포트(19)와 오일 분리기(20)로 구성되며, 고압측 포트(19)와 오일 분리기(20)의 길이방향 축들은 공통 축(22, 22a, 22b) 상에 배치된다. 이와 같이, 포트(19)의 출구 개구와 오일 출구(28)는 상기 오일 분리기(20)의 직경 방향 단부들에 구성된다. 상기 오일 출구(28)는 상기 오일 분리기(20)의 최하부 섹션에 중력의 영향을 받는 방향(18)으로 배치되고 유동 덕트(16)의 입구에 유압식으로 연결된다. 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)는 상기 오일 분리기(20)의 오일 출구(28)가 개방되고 상기 유동 덕트(16)의 입구가 분기되는 입구 챔버(27)를 갖는다. 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)는 상기 고압측 포트(19)가 상기 오일 출구(28)의 배치와 관계없이, 상기 입구 챔버(27) 내에서 상기 축(22, 22a, 22b)과 정렬될 수 있도록 상기 입구 챔버(27) 내에 구성된다.
Description
본 발명은 기상 유체를 압축하기 위한 장치, 특히 냉매를 저압 세션에서 고압 세션으로 압축하기 위한 장치에 관한 것이다.
상기 장치는 하우징 부재를 갖는 하우징, 저압 섹션과 고압 섹션 사이에 배치된 압축 메커니즘 및 고압 섹션을 저압 섹션에 연결하는 유동 덕트를 포함한다. 상기 하우징 부재는 상기 유체를 배출하기 위한 고압측 포트와 오일 분리기로 구성된다.
이동 분야 응용을 위한 종래 압축기, 특히, 냉매 회로를 통해 냉매를 운반하기 위한 자동차의 공조 시스템용 압축기(냉매 압축기라고도 지칭됨)는 종종 냉매와 관련없는 변위 피스톤 압축기(variable-displacement piston compressors) 또는 스크롤 압축기로 구성된다.
고객별 요구사항으로 인해, 응용 제품들은 압축기를 냉매 회로에 연결하기 위해 예컨대, 흡입 포트 및 압력 포트 뿐만 아니라 마운팅 아일릿 및 나사 연결 또는 전기 연결을 배치 및 구현할 때, 높은 수준의 설계 유연성을 요구한다. 이와 같이, 특히 고압측에 배치된 구성요소에 대한 연결부로서의 압력 포트의 구성은 저압측에 배치된 구성요소에 대한 연결부로서의 흡입 포트의 구성보다 더 제한적이다.
풀리(pulley)식 또는 전기식으로 구동되는 압축기는 윤활용 오일을 포함하여 냉매를 흡입, 압축 및 배출하는 압축 메커니즘 및 압축된 냉매-오일 혼합물에서 오일을 분리하는 오일 분리기를 갖는다. 압축 메커니즘과 오일 분리기는 하우징 내에 배치된다. 이와 같이, 상기 오일 분리기는 상기 압축기로부터 냉매를 토출하기 위한 고압측 포트로서의 압력 포트를 또한 갖는 리어 하우징 부재 내의 압축기의 고압측에 구성된다.
스크롤 압축기의 압축 메커니즘은 디스크 형상의 베이스 플레이트와 베이스 플레이트의 일측으로부터 연장하는 스크롤 형상의 벽을 갖는 고정된 부동 고정자(fixed stator) 및 원반형 베이스 플레이트와 베이스 플레이트의 전면으로부터 연장하는 스크롤형 벽을 갖는 가동 오비터를 갖는다. 고정자와 오비터는 연동한다. 이와 같이, 상기 베이스 플레이트들은 스크롤 형상의 벽들이 축 방향으로 서로 맞물리고 다수의 연속적인 폐쇄 작업 공간을 형성하도록 서로에 대해 배치된다. 고정자와 오비터 사이의 축 방향으로 형성된 갭들은 최소화되어야 하며, 이는 스크롤 형상의의 벽들의 축 방향 연장을 적응적으로 조절하고 그에 따라 상기 벽들의 단부 면들에 적용되는 밀봉 부재와 함께 벽들의 높이들을 적응적으로 조절함으로써 또는 고정자에 대하여 오비터를 압박함으로써 보장된다. 상기 고정자에 대하여 오비터를 압박하는 것은 역압 시스템(counterpressure system)을 통해 보장된다.
압축되어 작업 공간들에 공급되는 냉매는 오비터의 원 운동(circular movement)의 결과로 압축되어 작업 공간에서 출구를 통해 출구 챔버로 분출된다.
냉매 또는 냉매-오일 혼합물의 흐름 방향에서 오일 분리기는 출구 챔버의 하류에 배치된다. 이와 같이, 출구 챔버에서 오일 분리기로 향하는 오버플로우 개구는 기능상의 이유로 중력 방향으로 출구 챔버의 상단에 구성된다. 종래의 압축기들의 오일 분리기는 고압측 포트의 출구 개구의 축과 축-정렬된다. 냉매를 배출하기 위한 압축기의 고압측 포트의 배치 및 방향 뿐 아니라 계면(interface)의 구성은 대응하는 공조 시스템 특히, 냉매 회로의 구성요소들의 배치에 의해 차례로 정의되고, 사전에 결정된다.
냉매의 압축 후 오일 분리기에서 냉매-오일 혼합물로부터 분리되어 압축기 윤활에 필요한 오일은 압축기 내부에서 고압측에서 저압측 (흡입측이라고도 함)으로 재순환되어, 그에 따라 압축기 작동 중에 오일 재순환 시스템의 유동 덕트를 통해 압축기 입구로 들어간다.
또한, 역압 시스템의 구성요소로서 구성되는 오일 재순환 시스템의 유동 덕트는 압축기, 특히 압축 메커니즘의 길이방향 축까지 실질적으로 축방향으로 연장하고, 오일 분리기의 벽들 뿐 아니라 중력에 의한 방향으로 유동 덕트 상에서 오일의 중력 기반 역류로 인해 가능한 멀리 압축기의 최하부 섹션에 배치된다. 압축기 작동 중에 발생하고 냉매 회로로 전달되는 압력 피크 또는 압력 펄스를 최소화하기 위해 압축기의 최하부 섹션에 유동 덕트를 배치함으로써, 방사형으로 최대 연장되어 최대 볼륨을 갖는 출구 챔버를 구성할 수 있다.
특히, 중력의 영향을 받는 방향에 대해 소정 각도로 오일 분리기의 배향은 기능성(functionality) 및 그에 따른 오일 재순환 시스템의 유동 덕트의 배치와 관련되어 오일 출구의 배열로 인해 제한된다. 따라서, 냉매를 배출하기 위한 압축기의 고압측 포트는 오일 분리기의 최상부 섹션에 배치된다. 이와 같이, 제조상의 이유로, 오일 분리기의 축의 각도 위치는 냉매를 토출하는 압축기의 고압측 포트의 축의 각도 위치와 가능한 한 멀리 정렬되도록 형성되어야 한다. 또한, 상기 오일 출구는 리어 하우징부재에 구성되는 오일 분리기의 최하부 섹션에 배치되어야 하며, 압축기의 최하부 섹션에 배치되는 오일 재순환 시스템의 유동 덕트의 입구와 연결되어야 하는데, 상기 입구는 변경 불가능한 정렬로 고정자에 구성된다.
따라서 오일 분리기 또는 냉매를 배출하기 위한 압축기의 고압측 포트의 배향은 이미 고객별 구조 요구사항에 의해 구속된 상태에서, 압축기, 특히 리어 하우징 부재의 상당한 재설계 없이는 중력의 영향을 받는 각도와 관련하여 매우 제한적이다. 또한, 오일 재순환 시스템의 유동 덕트 또는 하우징의 나사 연결의, 예를 들어 고압측 포트의 미리 정해진 위치 및 배향에서의 경계 조건(boundary conditions)을 유지하려면 오일 분리기 축의 각도 위치와 냉매를 배출하기 위한 압축기의 고압측 포트의 축의 각도 위치가 축 방향으로 정렬되지 않도록 구성해야 할 수 있으며, 이는 제조 복잡성이 크게 증가시킨다. 이와 같이, 가능한 축방향 각도의 편차의 크기는 고압측 포트의 직경에 좌우된다.
종래 기술은 오일 저장 챔버가 오일 재순환 시스템의 유동 덕트, 특히 리어 하우징 섹션 내에 구성되는 스크롤 압축기를 교시한다..
따라서, US 2005 0226756 A1은 압축된 냉매를 수용하기 위한 출구 챔버, 출구 챔버를 출구에 연결하는 덕트, 냉매-오일 혼합물로부터 오일을 분리하기 위해 덕트에 배치된 분리 장치, 오일 저장실 및 압력 완화 밸브를 포함한 하우징을 갖는 스크롤 압축기를 개시한다.
US 6,152,713A는 또한, 압축된 냉매가 배출되는 출구 챔버, 오일 분리기 및 냉매-오일 혼합물로부터 분리된 오일을 저장하기 위한 오일 저장 챔버를 포함한 하우징을 갖는 스크롤 압축기를 개시한다
종래 기술에 공지된 스크롤 압축기의 오일 저장 챔버는 흡입측으로 재순환될 오일을 위한 저장소 역할을 하여, 압축기의 작동 중에 고압측에서 흡입측으로 재순환되는 것보다 훨씬 더 많은 오일이 오일 분리기를 통해 공급된다. 또한, 출구 챔버의 볼륨은 오일 저장 챔버의 볼륨에 의해 각각 크게 감소되어 압축기 작동 중에 냉매 회로로 전달되는 고압 피크 또는 압력 펄스를 초래한다.
본 발명의 목적은 기체상 유체를 압축하기 위한 장치를 제공하는 것으로, 특히, 포트와 일직선으로 배열된 오일 분리기와 관련하여 유체를 배출하기 위한 고압측 포트의 출구 개구의 각도 배향 및 위치에 대한 설계 또는 구조의 최대 자유도를 갖는, 추가 개발된 스크롤 압축기를 제공하는 것이다. 상기 장치는 특히 다른 방향, 각도 및 직경으로 유체를 배출하기 위해 유체 회로와 같은 추가 구성요소의 해당 포트들에 연결하기 위한 단순하고 표준화된 연결을 갖고 최대 서비스 수명으로 작동하도록 의도된다. 따라서, 고압 피크 또는 압력 펄스의 생성도 회피되어야 하는데, 그렇지 않으면 인접한 구성요소로 전달되어 구성요소를 파괴할 수 있다. 상기 장치는 구조적으로 구현하기 쉬워야 하며 생산 및 조립 비용을 낮게 유지해야 한다.
상기 목적은 독립 청구항에 따른 특징을 갖는 발명에 의해 달성된다. 특징들은 종속항들에 명시되어 있다.
상기 목적은 저압 섹션의 저압 레벨에서 고압 섹션의 고압 레벨로 기체상 유체를 압축하기 위한 본 발명에 따른 장치에 의해 달성된다. 상기 장치는 하우징 부재를 갖는 하우징, 저압 섹션과 고압 섹션 사이에 배치된 압축 메커니즘 및 고압 섹션을 저압 섹션에 연결하는 유동 덕트를 포함한다. 상기 하우징 부재는 상기 유체를 배출하기 위한 고압측 포트와 오일 분리기로 구성된다. 이와 같이, 고압측 포트, 특히 상기 포트의 출구 개구(outlet opening) 및 오일 분리기의 길이방향 축들은 공통 축 상에 배치된다.
상기 포트의 출구 개구와 오일 출구는 상기 오일 분리기의 직경 방향에 있는 단부들에 구성된다. 이와 같이, 상기 오일 출구는 오일 분리기의 최하부 섹션에서 중력의 영향을 받는 방향으로 배치되며, 고압 섹션과 저압 섹션을 연결하는 유동 덕트의 입구에 유압식으로 연결된다.
본 발명의 사상에 따르면, 상기 하우징 부재는 상기 오일 분리기의 상기 오일 출구가 개방되고 상기 유동 덕트의 입구가 분기되는 입구 챔버를 갖는다. 본 발명에 따르면, 하우징 부재는 오일 출구의 배치와 관계없이, 고압측 포트가 특히 입구 챔버의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 입구챔버 내에서 상기 축과 함께 배치될 수 있도록 입구 챔버와 함께 구성된다.
본 발명의 추가 특징에 따르면, 상기 고압측 포트는 상기 장치의 길이방향 축에 수직으로 연장하는 평면에 축과 함께 배치될 수 있다.
본 발명의 하나의 이점은 고압측 포트가 상기 장치의 길이방향 축에 평행하게 정렬된 오일 출구의 축을 중심으로 각도 범위 내에서 가변적으로 선회하는 축과 함께 배열될 수 있다는 것이다.
유리하게는, 유동 덕트의 입구는 중력의 영향을 받는 방향으로 입구 챔버의 최하부 섹션으로부터 분기된다. 상기 입구 챔버는 바람직하게는 하우징 부재의 반경 방향으로 바깥쪽을 향하고 입구 챔버의 범위를 정하는 측면(lateral surface)으로 구성된다. 이와 같이, 측면은 중력의 영향을 받는 방향으로 최하부 섹션에 대해 연속적인 구배(gradient)를 가지므로 입구 챔버는 백업 없이 오일 출구에서 유동 덕트의 입구로 흐르게 된다. 입구 챔버는 한편으로는 장치의 출구 챔버의 볼륨을 상당히 감소시키지 않고 다른 한편으로는 최대 각도 범위를 커버하는 임의의 기하학적 형상으로 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 입구 챔버는 외부 반경 상에 배열된 측면으로부터 외측으로 돌출하는 벌지(bulge)를 갖는 부분 원형 링의 형상을 갖고, 유동 덕트의 입구가 상기 하우징의 조립된 상태에서 벌지로부터 분기된다.
중력의 영향을 받는 방향으로의 오일의 중력 기반 흐름으로 인해, 상기 유동 덕트는 상기 장치의 하부 섹션에 배치된다.
상기 부분 원형 링의 중심점은 바람직하게는 실질적으로 원형인 하우징 부재의 중심점에 대응한다. 결과적으로, 부분 원형 링으로 형성된 입구 챔버와 하우징 부재는 서로에 대해 동심원으로 정렬될 수 있다.
본 발명의 추가 특징에 따르면, 입구 챔버의 벌지는 넓은 섹션과 좁은 섹션을 갖는 입구 챔버의 반경 방향으로 테이퍼링되는 깔대기 형상을 갖는다. 이와 같이, 상기 깔때기의 좁은 구간은 중력의 영향을 받는 방향으로 입구 챔버의 최하부 섹션을 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 오일 분리기의 오일 출구는 제1 단부와 제2 단부 사이에서 상기 하우징 부재의 원주 방향으로 연장하는, 상기 입구 챔버의 부분 원형 링 내에 배열된다. 상기 입구 챔버의 부분 원형 링은 단부들 사이에서 30° 내지 150°의 각도 범위, 특히 60° 내지 120°의 각도 범위, 구체적으로 80° 내지 100°의 각도 범위, 바람직하게는 96°의 각도 범위에 걸쳐 구성된다.
본 발명의 한 가지 이점은 상기 하우징 부재의 고압측 포트가 장치의 길이방향 축에 대해 30° 내지 150°의 각도 범위, 특히 60° 내지 120°의 각도 범위, 구체적으로 80° 내지 100°의 범위, 바람직하게는 96°의 각도 범위에서 정렬될 수 있다는 점이다.
입구 챔버의 벌지는 부분 원형 링의 형상에 대해 대칭적이거나 비대칭적일 수 있다. 단부들 사이에서 120°의 각도 범위에 걸쳐 있는 부분 원형 링의 형상에 대한 입구 챔버의 벌지의 대칭 구성에서, 하우징 부재의 고압측 포트는 수평면에 대해 30° 내지 150°의 각도 범위에서 중력의 영향을 받는 방향에 대해 -60°에서 60°까지의 각도 범위로 바람직하게 배열될 수 있다.
본 발명의 추가 특징에 따르면, 압축 메커니즘은 원반형 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트의 일 전면으로부터 연장하는 스크롤 형상으로 구성된 벽을 갖는 부동 고정자 및 원반형 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트의 전면으로부터 연장하는 스크롤 형상으로 구성된 스크롤 압축기의 벽을 갖는 가동 오비터를 갖도록 구성된다. 이와 같이, 상기 고정자의 벽과 상기 오비터의 벽은 서로 맞물리도록 배치되어 작업 공간을 형성한다.
바람직하게는, 상기 하우징 부재는 입구 챔버가 베이스 플레이트의 후면에 의해 장치의 길이방향 축의 방향으로 범위가 정해지도록 고정자의 베이스 플레이트의 후면에 밀봉식으로 맞닿는다. 본 발명의 또 다른 이점은 하우징 부재가 접촉면을 갖고 부동 스크롤이 서로 대응하는 베이스 플레이트로부터 돌출하는 형성물(formation)을 갖는다는 점이다. 이와 같이, 하우징 부재의 접촉면과 고정 스크롤의 베이스 플레이트의 형성물은 상기 접촉면이 형성물에 접하고 입구 챔버가 부동 스크롤의 형성물에 의해 반경 방향으로 완전히 범위가 정해지도록 구성된다.
입구 챔버는 상기 고정자의 베이스 플레이트 내에 적어도 섹션들로 구성될 수 있다.
유동 덕트는 고압 섹션에서 저압 섹션으로 이동 가능한 구성요소를 윤활하기 위한 윤활제로서 그리고 오비터를 압축 메커니즘의 고정자에 대해 가압하기 위한 역압 시스템(counterpressure system)의 구성요소로서 오일을 재순환시키기 위해 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 하우징 부재는 리브형 웨브를 갖는다. 상기 웨브는 고압측 포트와 오일 분리기의 공통 축에 수직으로 배향되며, 상기 장치의 길이방향 축을 따라 연장하며, 상기 장치의 출구 챔버 내에 배치된다.
이와 같이, 웨브는 웨브의 자유 단부면(free end face)과 고정자의 베이스 플레이트의 후면 사이에 갭(gap)이 형성되도록 장치의 길이방향 축의 방향으로 연장되도록 바람직하게 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 자동차의 공조 시스템의 냉매 회로에서 압축기로서 기체상 유체를 압축하기 위한 상기 장치의 사용을 허용한다.
상기 압축기는 바람직하게는 전기 구동식 압축기로 구성된다. 이와 같이, 상기 압축 메커니즘은 전기 모터에 의해 구동된다.
요약하면, 본 발명에 따른 장치는 다양한 이점들을 갖는다.
- 냉매를 배출하기 위한 고압측 포트, 특히 중력의 영향을 받는 방향에 대한 각도에 따라 위치가 가변적인 포트와 관련하여 큰 설계 자유도,
- 특히, 압축기의 상당한 재설계 없이, 매우 유연한 플랫폼 설계와 유사한, 다양한 버전의 장치, 특히 압축기에 대한 최대 구조적 자유도 및 그에 따른 압축 메커니즘의 구성 요소들 등의 압축기의 내부 구성요소들에 대한 구성요소 공유 전략, 및
- 유체의 고압 피크 또는 압력 펄스 생성을 회피하여 최대 서비스 수명.
본 발명의 추가 세부사항, 특징 및 이점은 관련된 도면을 참조하여 예시적인 실시예의 첨부된 도면을 참조한 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1a는 기상 유체를 압축하는 장치 특히, 압축 메커니즘을 갖는 종래 기술에 따른 스크롤 압축기를 측단면도로 도시한다.
도 1b는 고압측 포트 및 일체형 오일 분리기를 갖는 도 1a의 종래 장치의 리어 하우징 부재의 일부를 측단면도로 도시한다.
도 1c는 고압측 포트와 일체형 오일 분리기를 갖는 종래 장치의 리어 하우징 부재를 평면도로 도시한다.
도 1d는 종래 장치의 압축 메커니즘의 고정자를 베이스 플레이트의 후방측의 사시 평면도로 도시한다.
도 2a는 제1 실시예에 따른, 고압측 포트 및 일체형 오일 분리기를 갖는 본 발명에 따른 장치의 리어 하우징 부재를 평면도로 도시한다.
도 2b는 본 발명에 따른 장치의 압축 메커니즘의 고정자를 베이스 플레이트의 후방측의 평면도로 도시한다.
도 3a 및 3b는 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른, 도 2a의 리어 하우징 부재를 도시하는데, 각 리어 하우징 부재는 평면도에서 장치의 길이방향 축에 대해 고압측 포트의 최대 편향(maximum deflection)을 갖는다.
도 1a는 기상 유체를 압축하는 장치 특히, 압축 메커니즘을 갖는 종래 기술에 따른 스크롤 압축기를 측단면도로 도시한다.
도 1b는 고압측 포트 및 일체형 오일 분리기를 갖는 도 1a의 종래 장치의 리어 하우징 부재의 일부를 측단면도로 도시한다.
도 1c는 고압측 포트와 일체형 오일 분리기를 갖는 종래 장치의 리어 하우징 부재를 평면도로 도시한다.
도 1d는 종래 장치의 압축 메커니즘의 고정자를 베이스 플레이트의 후방측의 사시 평면도로 도시한다.
도 2a는 제1 실시예에 따른, 고압측 포트 및 일체형 오일 분리기를 갖는 본 발명에 따른 장치의 리어 하우징 부재를 평면도로 도시한다.
도 2b는 본 발명에 따른 장치의 압축 메커니즘의 고정자를 베이스 플레이트의 후방측의 평면도로 도시한다.
도 3a 및 3b는 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른, 도 2a의 리어 하우징 부재를 도시하는데, 각 리어 하우징 부재는 평면도에서 장치의 길이방향 축에 대해 고압측 포트의 최대 편향(maximum deflection)을 갖는다.
도 1a는 기상 유체를 압축하기 위한 장치(1')를 도시하는데, 특히 압축 메커니즘을 갖는 종래 기술의 스크롤 압축기를 측단면도로 도시한다.
상기 장치(1')는 하우징(2), 원반형 베이스 플레이트(3a)와 상기 베이스 플레이트(3a)의 일측으로부터 연장하는 스크롤형 벽(3b)을 갖는 고정된 부동 고정자(3), 및 원반형 베이스 플레이트(4a)와 상기 베이스 플레이트(4a)의 전방측으로부터 연장하는 스크롤형 벽(4b)을 갖는 가동 오비터(4)를 갖는다. 고정자(3)와 오비터(4)는 간단히 고정된 또는 부동 스크롤(3) 및 가동 스크롤(4)이라고도 각각 지칭될 수도 있으며, 연동한다. 이와 같이, 상기 베이스 플레이트들(3a, 4a)은 고정자(3)의 벽(3b)과 오비터(4)의 벽(4b)이 서로 맞물리도록 서로에 대해 배치된다.
가동 스크롤(4)은 편심 드라이브(eccentric drive)에 의해 원형 경로(circular path) 상에서 이동된다. 스크롤(4)이 이동하는 동안, 상기 벽들(3b, 4b)은 여러 지점에서 서로 접촉하고 상기 벽들(3b, 4b) 내에 여러 개의 연속적인 폐쇄 작업 공간들(5)을 형성하는데, 이 경우 인접한 작업 공간들(5)은 서로 다른 크기의 볼륨들(volumes)을 한정한다. 서로 내부에 중첩된 2개의 스크롤형 벽들(3b, 4b)의 반대 움직임, 특히 오비터(4)의 움직임에 응답하여, 작업 공간(5)의 볼륨 및 위치가 변경된다. 작업 공간들(5)의 볼륨들은 스크롤 벽으로도 지칭되는 스크롤형 벽들(3b, 4b)의 중간 또는 중심을 향하여 점점 더 작아진다. 압축되어 작업 공간(5)에 인가되는 기상 유체, 특히 냉매는 압축되고 작업 챔버(working chamber)(5)로부터 출구(5a)를 통해 출구 챔버(5b)로 분출된다. 출구 챔버(5b) 내에는 하우징 부재(2a')의 리브형 웨브(rib-shaped web)(2b')가 배치되어, 출구 챔버(5b)의 전체 볼륨을 부분 볼륨들로 나눈다. 웨브(2b')는 단부면(end face)을 갖는 고정자(3)의 베이스 플레이트(3a)의 후방측에 인접하여 출구 챔버(5b)의 부분 볼륨들을 서로에 대해 밀봉한다.
편심 드라이브는 장치(1')의 길이방향 축(7)으로서 회전축을 중심으로 회전하는 드라이브 샤프트(6) 및 중간 부재(8)에 의해 형성된다. 드라이브 샤프트(6)는 제1 베어링(9), 특히 볼 베어링을 통해 하우징(2) 상에서 지지된다. 오비터(4)는 중간 부재(8)를 통해 드라이브 샤프트(6)에 편심 연결되며, 여기서 오비터(4)와 드라이브 샤프트(6)의 축들은 서로 오프셋되어 배열된다. 오비터(4)는 제2 베어링(10)을 통해 중간 부재(8) 상에서 지지된다.
카운터 벽(counter wall, 11)이라고도 지칭되는 하우징(2)에 고정된 벽이 하우징(2) 내에 배치된다. 역압 챔버(counter-pressure chamber)(12)은 카운터 벽(11)과 가동 스크롤(4) 사이에 구성된다. 카운터 벽(11)은 오비터(4)와 하우징(2) 사이에 구성된 역압 챔버(12)의 범위를 정하고 또한 역압 챔버(12)와 흡입 챔버(13) 사이에 격벽(partition)을 형성한다. 이와 같이 역압 챔버(12)는 스크롤형 벽들(4b)에 대하여 가동 스크롤(4)의 베이스 플레이트(4a)의 후방측에 구성된다.
역압 챔버(12) 내에서 지배적인 역압으로 인해, 부동 스크롤(3)과 가동 스크롤(4) 사이에서 축방향으로 형성되는 갭들을 최소화하기 위해 가동 스크롤(4)은 길이방향 축(7)에 대응하는 축 방향으로 작용하는 힘에 의해 하우징(2)에 고정된 고정 스크롤(3)에 대향하여 가압된다. 가동 스크롤(4)의 원반형 베이스 플레이트(4a)의 후방측에 가해지는 각 면에 대한 역압의 결과로 축 방향으로 작용하는 압축력(compressive force)은 역압 또는 접압(contact pressure)에 의해 제어 또는 조절된다. 중간 압력 또는 중간압으로서, 접압의 레벨은 출구 압력으로서의 고압의 레벨과 압축기의 흡입 압력으로서의 저압의 레벨 사이에 있다.
역압 챔버에 추가하여, 역압 시스템은 유체를 고압 레벨에서 역압 또는 중간 압력의 레벨로 팽창시키는 제1 팽창 장치(14) 및 유체를 중간 압력 레벨에서 저압 레벨로 팽창시키는 제2 팽창 장치(15)를 포함하는데, 각 팽창 장치는 제어 장치 또는 조절 장치와 결합되어 있다.
스로틀 부재, 특히 노즐로 각각 설계된 팽창 장치들(14, 15)는 고압 섹션과 저압 섹션을 서로 연결하는 유동 덕트(16)에 배치되어 역압을 생성하는 역할을 한다. 팽창 장치들(14, 15) 사이에서 유동 덕트(16) 내에 구성된 중간 공간은 연결 덕트(17)를 통해 역압 챔버(12)에 유압식으로 연결된다. 이와 같이, 제1 팽창 장치(14)는 고압 섹션과 중간 공간 및 그에 따른 연결 덕트(17) 사이에 배치되어 역압 챔버(12)로 연결되는 반면, 제2 팽창 장치(15)는 중간 공간과 연결 덕트(17) 사이에 배치되고, 따라서 역압 챔버(12) 및 흡입 챔버(13)로 연결된다.
유동 덕트(16)는 또한 장치(1')의 고압 섹션에서 저압 섹션으로 윤활제로서 오일의 리턴 흐름을 위한 압축기 내부 오일 재순환 시스템의 구성요소를 구성하고 중력에 영향받는 방향(18)으로 중력에 기초한 오일의 리턴 흐름으로 인해 장치(1')의 하부 섹션에 배치된다. 고압 섹션은 리어 하우징 부재(2a') 내에 구성된다.
도 1b는 장치(1')로부터 압축된 유체 특히, 냉매를 배출하는 고압측 포트(19) 및 일체형 오일 분리기(20)를 갖는 도 1a의 종래 장치(1') 의 리어 하우징 부재(2a')의 일부를 측단면도로 도시한다.
기상 유체, 특히 냉매 또는 냉매-오일 혼합물은 작업 공간(5) 내에서 압축되고 작업 공간(5)으로부터 출구(5a)를 통해 출구 챔버(5b)로 분출된 다음, 오버플로우 개구(21)를 통해 출구 챔버(5b) 밖으로 흘러 오일 분리기(20)로 들어간다. 출구 챔버(5b)를 오일 분리기(20)의 내부 볼륨에 연결하는 오버플로우 개구(21)는 중력 방향(18)으로 출구 챔버(5b)의 상단부에 구성된다.
오일 분리기(20)의 길이방향 축과 고압측 포트(19)의 출구 개구의 길이방향 축은 서로 동심으로 정렬되어 공통 축(22) 상에 있다. 고압측 연결부(19)의 배치 및 방향은 냉매 회로의 추가 구성요소들의 배치에 의해 미리 결정된다.
오일분리기(20)에서 냉매-오일 혼합물로부터 분리된 오일은 압축기 내부에서 도 1a에 도시된 오일 재순환 시스템의 유동 덕트(16)를 통해, 장치(1')의 고압측에서 저압측으로, 특히 오일분리기(20)에서 흡입 챔버(13)로 재순환된다.
특히, 중력의 영향을 받는 방향(18)에 대해 소정 각도로, 길이방향 축에 대한 오일 분리기(20)의 배향은 기능성(functionality) 및 그에 따른 오일 재순환 시스템의 유동 덕트(16)의 배치와 관련되어 오일 출구의 배열로 인해 제한된다. 오일 분리기(20)의 오일 출구는 부동 스크롤(3)에 구성된 유동 덕트(16)의 입구에 유압식으로 연결되며, 입구는 변경 불가한 배치로 고정자 내에 구성된다. 또한, 고압측 포트(19)의 출구 개구는 오일 분리기(20)의 최상부 섹션에 마련되고, 오일 출구는 오일 분리기(20)의 최하부 섹션에 마련된다.
도 1c는 고압측 포트(19)와 일체형 오일 분리기(20)를 포함한 도 1a의 종래 장치(1')의 리어 하우징 부재(2a')의 평면도를 도시하며, 도 1d는 도 1a의 종래 장치(1')의 압축 메커니즘의 부동 스크롤(3)을 베이스 플레이트(3a)의 후방측의 사시 평면도로 도시한다. 리어 또는 후방 하우징 부재(2a')는 하우징(2)의 구성요소로서 근처에 또는 인접하게 배치된 부동 스크롤(3) 또는 하우징(2)의 구성요소에 단단히 연결될 수 있고, 특히 나사 결합될 수 있다. 이와 같이 인접한 구성 요소들은 서로로부터 밀봉된다.
장치(1')의 조립 상태에서, 리어 하우징 부재(2a')와 부동 스크롤(3)은 출구 챔버(5b)가 구성되도록, 특히 하우징 부재(2a')에 구성된 접촉면(23')과 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a) 후방측에 구성된 형성물(formation)(24')을 따라 서로 밀봉되어 있다. 이와 같이, 출구 챔버(5b)는 한편으로는 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a)의 후면에 의해 장치(1')의 축 방향으로 그 범위가 한정되고, 다른 한편으로는 하우징 부재(2a')의 벽에 의해 그 범위가 한정된다. 반경 방향으로, 출구 챔버(5b)는 부동 스크롤(3)의 형성물(24')에 의해 완전히 둘러싸여 있다. 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a)에 구비된 출구들(5a)과 오버플로우 개구(21)는 각각 출구 챔버(5b)으로 개방되어 출구 챔버(5b) 및 오일분리기(20)의 내부 볼륨은 오버플로우 개구(21)를 통해 서로 유압식으로 연결된다.
하우징부재(2a')에 형성된 접촉면(23')과 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a)의 후방측으로부터 돌출된 형성물(24')은 장치(1')의 조립된 상태에서, 유동 덕트(16)를 위한 입구(25')가 출구 챔버(5b)에 추가하여 구성되도록 서로 대응한다. 출구 챔버(5b)와 마찬가지로, 입구(25')는 한편으로는 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a)의 후방측에 의해 장치(1')의 축방향으로 그 범위가 정해지고 다른 한편으로는 하우징 부재(2a')의 벽에 의해 그리고 부동 스크롤(3)의 형성물(24')에 의해 반경 방향으로 그 범위가 정해진다. 형성물(24')은 입구(25')를 완전히 둘러싸고 출구 챔버(5b)로부터 입구(25')의 범위를 결정한다. 하우징 부재(2a')의 웨브(2b')와의 접촉면(23')과 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a) 상의 형성물(24') 사이에는 밀봉부(sealing element)가 배치되는데, 상기 밀봉부는 또한, 접촉면(23')과 형성물(24')에 대응한다. 하우징 부재(2a')의 웨브(2b')는 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a)의 후방측에 직접 맞닿는다.
한편으로는 하우징부재(2a')에 통합된 오일 분리기(20)의 오일 출구가 입구(25')로 개방되고, 다른 한편으로는 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a)로 이어진 유동 덕트(16)도 입구(25')로부터 분기되어, 오일 분리기(20)의 오일 출구와 유동 덕트(16)는 입구(25')를 통해 서로 유압식으로 연결된다. 이와 같이, 고압측 포트(19)는 오일 분리기(20)의 최상부 섹션에 중력의 영향을 받는 방향(18)으로 배치되고, 오일 출구는 오일 분리기(20)의 최하부 섹션에 배치된다. 또한, 포트(19)의 길이방향 축과 오일 분리기(20)의 길이방향 축은 공통 축(22) 상에 정렬되며, 이는 포트(19)의 오일 분리기(20)와의 가능한 정렬을 장치(1')의 길이방향 축(7)에 대한 회전각으로서의 작은 정렬 섹션(26') 으로 크게 제한한다.
도 2a는 제1 실시예 따른 고압측 포트(19)와 일체형 오일 분리기(20)를 갖는 본 발명에 따른 장치(1)의 리어 하우징 부재(2a-1)를 평면도로 도시하고, 도 2b는 본 발명에 따른 장치(1)의 압축 메커니즘의 부동 스크롤(3)을 베이스 플레이트(3a)의 후방측의 평면도로 도시한다. 도 1c 및 도 1d에 도시된 장치(1')와 비교하여 동일한 구성요소들에는 동일한 참조 번호들이 부여된다.
한편으로는 도 1c 및 도 1d에 따른 종래 장치(1')와 다른 한편으로는 본 명에 따른 장치(1) 사이의 실질적인 차이점은 고정 스크롤(3)의 베이스 플레이트(2a)의 후방측과 하우징 부재(2a-1)의 벽에 의해 장치(1)의 축 방향으로 한정되고 부동 스크롤(3)의 형성물(24)에 의해 축 방향으로 한정될 뿐 아니라 부동 스크롤(3)의 형성물(24)에 의해 반경 방향으로 한정되는 유동 덕트(16)를 위한 입구 챔버(27)의 구성이다. 고정 스크롤(3)로부터 돌출하는 형성물(24)은 하우징 부재(2a-1) 상에 형성된 접촉면(23)에 대응하며 하우징 부재(2a-1)의 벽의 단부면으로서 구성되어 축 방향으로 향한다. 따라서, 부동 스크롤(3)의 형성물(24)은 장치(1)의 축방향으로 하우징 부재(2a-1)의 벽과 관련하여 입구 챔버(27)를 둘러싼다. 축방향으로 상승하는 형성물(24)에 더하여, 형성물(24)에 대해 반대 방향으로 축방향으로 연장하는 오목부(depression)가 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a)에 입구 챔버(27)의 영역에 구성될 수 있으며, 오목부는 이 영역에서 형성물(24)의 기하학적 구조에 대응하여 입구 챔버(27)의 볼륨을 적응시키거나 입구 챔버(27)의 단면을 변경하여 유동 덕트(16)의 입구를 변경한다. 하우징 부재(2a-1) 상에 구성된 접촉면(23)과 고정 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a)로부터 돌출된 형성물(24) 사이에, 접촉면(23)과 형성물(24) 모두에 대응하는 실링부가 이후 제공된다.
리어 하우징 부재(2a-1) 또는 고정 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a) 내에 구성된 입구 챔버(27)는 길게 연장하는 형상, 특히 실질적으로 부분적인 원형 링 또는 초승달 형상을 갖는다. 부분 원형 링의 중심점은 실질적인 원형 하우징 부재(2a-1)의 중심점에 대응한다.
입구 챔버(27)의 길게 연장하는 형상으로 인해, 한편으로는 하우징 부재(2a-1) 내의 출구 챔버(5b)의 볼륨 감소가 감소될 수 있고, 다른 한편으로는 흐름 저항이 감소될 수 있다. 이와 같이, 입구 챔버(27)로부터 유동 덕트(16)로 특히, 유동 덕트(16)의 입구로의 전이(transition)의 단면은 한편으로는, 유동 덕트(16)의 유동 저항이 영향을 받지 않거나 미미하게만 영향을 받도록 구성되며 다른 한편으로는, 입구 챔버(27)로의 오일 유입 및 입구 챔버(27)로부터의 오일 유출은 적어도 실질적으로 동일하도록 구성된다.
결과적으로, 종래 기술의 장치와 비교할 때, 장치(1)의 입구 챔버(27)는 오일 저장실, 특히 오일 저장 챔버로서 역할을 하지 않는데, 왜냐하면, 오일 분리기(20)로부터 입구 챔버(27)로 흐르는 오일의 양은 입구 챔버(27)로부터 배출되어 유동 덕트(16)를 통해 장치(1)의 흡입측으로 통과하는 오일의 양에 상응하기 때문이다.
이와 같이, 입구 챔버(27)는 벌지(27a)와 함께, 입구 챔버(27)의 최하부 섹션에서 중력의 영향을 받는 방향(18)으로 배치된 유동 덕트(16)의 입구가, 오일 트랩을 구성할 수도 있는 데드 볼륨(dead volume) 없이, 입구 챔버로부터 분기하도록 형상을 갖는다. 중력의 영향을 받는 방향(18)으로 입구 챔버(27)의 최하부 섹션을 형성하는 벌지(27a)는 입구 챔버(27)의 단면의 외측에 제공되고 따라서 외부 반경에 배치된 원형 링의 측면에 제공된다. 유동 덕트(16)의 입구는 입구 챔버(27)의 벌지(27a) 내에 배치된다. 입구 챔버(27)의 형상은 오일 트랩이 없어 항상 모든 오일이 입구 챔버(27)로부터 유동 덕트(16)로 흐른다.
오일 분리기(20)의 오일 출구(28)는 중력의 영향을 받는 방향(18)으로 오일 분리기(20)의 최하부 섹션인 입구 챔버(27)로 개방되어 항상 오일 분리기(20)에서 입구 챔버로 모든 오일이 흐르며, 최단 유로(29)를 경유하여 벌지(27a)를 통해 유동 덕트(16)로 흐른다.
포트(19) 및 오일 분리기(20)의 공통의 길이방향 축들로서, 도시된 축들(22a, 22b)은 오일 분리기(20), 특히 고압측 포트(19)의 정렬이 오일 출구(28)의 변하지 않는 정렬로 인해, 입구 챔버(27) 내에서 가변적임을 나타낸다. 이와 같이, 축들(22a, 22b)은 각각 장치(1)의 길이방향 축(7)에 평행하게 정렬된 오일 분리기(20)의 오일 출구(28)의 축을 중심으로 회전된, 장치(1)의 길이방향 축(7)에 수직한 평면에 정렬된다.
동일한 설치 공간에서 출구 챔버(5b)의 보륨을 가능한 한 적게 줄이기 위해, 축방향으로 정렬된 입구 챔버(27)의 볼륨 특히, 단면은 반경 방향으로 최소로 구성된다. 또한, 하우징 부재(2a-1)의 접촉면(23)은 도 1c의 종래 장치(1')의 하우징 부재(2a')에 비해 더 작은 폭을 가지며, 반경 방향 외측으로 실질적으로 완전히 원주 방향으로 변위되어 배치된다. 원형 링의 방사상 확장 및 그에 따른 입구 챔버(27)의 볼륨은 최소가 된다. 이와 같이, 단면의 크기는 제조 가능성에 의해 미리 결정된다.
입구 챔버(27)는 하우징 부재(2a-1) 내에서 그리고 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a) 내에서 모두 1차 성형 또는 가공(machining)에 의해 생성될 수 있다.
장치(1)의 맥동 거동은 상기 장치(1)의 고압측의 전체 내부 볼륨에 의해 결정되는데, 상기 전체 내부 볼륨은 상기 출구 챔버(5b)의 볼륨, 오일로 채워지지 않아서 자유로운 오일 분리기(20)의 볼륨 및 상기 포트(19)의 볼륨, 상기 입구 챔버(27)의 볼륨 및 제1 팽창 장치(first expansion device)(14) 까지 오일로 채워지지 않은 유동 덕트(16)의 볼륨으로 이루어지고 종래 기술의 장치(1')와비교하여 변경되지 않으며,상기 장치(1)의 맥동 거동은 또한, 종래 기술의 장치(1')와 비교하여 변경되지 않는다.
도 1c 및 도 1d에 개시된 종래 장치(1')와 본 발명에 따른 장치(1) 사이의 추가적인 실질적 차이는 출구 챔버(5b) 내에서 리어 하우징 부재(2a-1)의 리브형 웨브(rib-shaped web)(2b)가 출구 챔버(5b) 내부에 구성된 점이다. 웨브(2b)는 하우징 부재(2a-1)의 강성을 증가시키는 역할을 하며, 한편으로는 오일 분리기(20)의 길이방향 축 및 포트(19)의 길이방향 축인 상기 축(22)에 실질적으로 수직으로 정렬되고, 다른 한편으로 장치(1)의 길이방향 축(7)을 따라 바람직하게 연장한다.
웨브(2b)는 웨브(2b)의 자유 단부면(free end face)과 고정자(3)의 베이스 플레이트(3a)의 후면 사이에 갭(gap)이 형성되도록 장치(1)의 길이방향 축(7)의 방향으로 연장되어 구성된다. 이와 같이, 웨브(2b)의 단부면과 고정자(3)의 베이스 플레이트(3a)의 후면은 출구 챔버(5b)가 부분 볼륨 대신에, 실질적으로 균일한 압력이 고압으로 우세한 연속 볼륨을 갖도록 서로 이격되어 정렬된다. 출구 챔버(5b) 내에는 압력 차이가 없거나 무시할 수 있을 정도의 차이만 있다.
웨브(2b)는 상기 축(22)에 항상 수직인 하우징 부재(2a-1)의 고정 구성요소로서 구성되어, 하우징 부재(2a-1)의 배치가 장치(1)의 길이방향 축(7)에 대한 회전 각도에 의해 변할 때, 웨브(2b)의 배치도 동일한 방식으로 변경된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 입구 챔버(27)의 특별한 구성은, 그렇지 않으면 변경 정렬되지 않는, 하우징에 대한 장치(1)의 길이방향 축(7)에 대한 오일 분리기(20)와 포트(19)의 정렬 또는 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a)와 상기 베이스 플레이트(3a)의 후면에서 돌출하는 형성물(24)의 정렬의 회전 각도로서, 특히, 포트(19)와 정렬된 오일 분리기(20)와 관련하여 냉매를 배출하기 위한 고압측 포트(19) 및 오일 분리기(20)의 오일 출구(28)의 출구 개구의 각도 배향 및 위치에서 넓은 정렬 섹션(26)을 가능하게 한다.
도 3a 및 도 3b는 특히 하우징(2)에 대해, 각각 장치의 길이방향 축(7)을 중심으로 포트(19)의 오일 분리기(20)와의 최대 편향을 갖는 제2 실시예 및 제3 실시예의 리어 하우징 부재(2a-2, 2a-3)를 평면도로 도시하는데, 그렇지 않다면 변경되지 않으며 도시되지 않는다. 이와 같이, 상기 입구 챔버(27)는 하우징 부재(2a-2, 2a-3)의 원주 방향의 제1 단부와 96°중첩하는 각도를 갖는 정렬 섹션(alignment section)(26)을 위한 제2 단부 사이에 구성된다. 입구 챔버(27)의 형상 및 확장에 따라, 상기 정렬 섹션(26)은 수평면에 대해 30° 내지 150° 범위의 각도를 커버할 수 있다.
상기 포트(19) 및 상기 오일 분리기(20)의 축들(22)의 서로 다른 배향을 각각 갖는 하우징 부재들(2a-2, 2a-3)은 상기 하우징(2) 또는 부동 스크롤(3)의 베이트 플레이트(3a)의 후면을 접촉면(23)에 대응하는 형성물(24)과 접하기 위한 동일하게 구성된 접촉면(23)을 가지므로, 축(23)의 배향에 대한 요구상항에 따라, 대응하는 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)는 냉매 회로에서 상기 장치(1)를 상기 포트(19)에 연결하기 위해 사용된다.
이와 같이, 축 방향으로 배향된 입구 챔버(27)의 단면은 중력에 영향받는 방향(18)으로 연장하는 축에 대해 대칭 또는 비대칭으로 구성될 수 있으므로, 상기 정렬 섹션(26)은 중력에 영향받는 방향(18)으로 배향된 상기 축(장치(1)의 법선 축이라고도 지칭됨)에 대해 ±60° 사이에서 연장한다. 결과적으로, 포트(19) 및 오일 분리기(20)의 축들은 수직 방향으로 연장하는 상기 장치(1)의 법선 축에 대해 ±60°의 범위에서 변할 수 있다.
고압측 포트(19)와 오일 분리기(20)는상기 포트(19)와 오일 분리기(20)의 축들 (22) 뿐만 아니라 장치(1)의 길이방향 축(7)이 특히 하우징 부재(2a-2, 2a-3)의 중심점에서 교차하도록 배치될 수 있다. 이와 같이, 길이방향 축(7)과 상기 축(22)은 서로에 대해 수직으로 배향된다.
상기 고압측 포트(19)의 축(22)과 오일 분리기(20)의 축의 동일한 각도 위치에서, 축(22a, 22b)은 또한 상기 장치(1)의 길이방향 축(7)으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 도 3a의 하우징 부재(2a-2)의 축(22a)은 도 3b의 하우징 부재(2a-3)의 축(22)의 배향을 나타내고, 도 3b의 하우징 부재(2a-3)의 축(22a)은 도 3a의 하우징 부재(2a-2)의 축(22)의 배향을 나타낸다. 상기 축(22b)은 각각 고압측 포트(19)와 오일 분리기(20)의 배향의 중간 위치를 나타낸다.
고압측 포트(19) 및 오일 분리기(20)의 축들(22, 22a, 22b)의 방향에 관계없이, 오일 분리기(20)의 오일 출구(28)는 오일이 상기 오일 분리기(20)에서 상기 입구 챔버(27)로 흐르고 가장 짧은 유로(29)를 통해 벌지(27a)를 경유하여 유동 덕트(16)으로 흐르도록 중력에 영향받는 방향(18)으로 상기 오일 불리기(20)의 최하부 섹션으로서 상기 입구 챔버(27)로 항상 개방되어 있다. 오일 분리기(20)에서 입구 챔버(27)로 유입되는 오일의 양은 입구 챔버(27)에서 토출되는 오일의 양에 대응하므로, 입구 챔버(27)의 나머지 섹션으로 오일이 인가되지 않는다.
포트(19) 및 오일 분리기(20)의 공통 길이방향 축으로서 각각 표시된 축들(22a, 22b)은, 상기 입구 챔버(27) 내에서의 상기 오일 출구(28)의 배치가 변경되지 않더라도, 오일 분리기(20), 특히 고압측 포트(19)의 배향은 입구 챔버(27) 내의 오일 출구(28)의 배치에 상관없이, 특히 상기 입구 챔버(27)의 제1 단부와 제2 단수 사이에서 변경될 수 있다.
또한, 입구 챔버(27)를 갖는 전체 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)는 어떤 경우에도 장치(1)의 길이방향 축(7)을 중심으로 회전하도록 배치될 수 있다. 회전의 변화는 중력에 영향받는 방향(18)에서 벌지(27a)가 항상 유동 덕트(16)의 입구뿐만 아니라 입구 챔버(27)의 최하부 지점을 형성하도록 제한된다. 상기 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트(3a), 특히 베이스 플레이트(3a)의 후면에 있는 형성물(24)이 이에 따라 조정된다.
1, 1': 장치
2: 하우징부
2a-1, 2a-2, 2a-3, 2a': 하우징 부재
2b, 2b': 웨브
3: 고정자, 부동 스크롤
3a: 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트
3b: 부동 스크롤(3)의 벽
4: 오비터, 가동 스크롤
4a: 가동 스크롤(3)의 베이스 플레이트
4b: 가동 스크롤(3)의 벽
5: 작업 공간
5a: 출구
5b: 출구 챔버
6: 드라이브 샤프트
7: 길이방향 축
8: 중간 부재
9: 제1 베어링
10: 제2 베어링
11: 카운터 벽
12: 역압 챔버
13: 흡입 챔버
14: 제1 팽창 장치
15: 제2 팽창 장치
16: 유동 덕트
17: 연결 덕트
18: 중력에 영향받는 방향
19: 포트
20: 오일 분리기
21: 오버플로우 개구
22, 22a, 22b: 축
23, 23': 접촉면
24, 24': 형성물
25': 입구
26, 26': 정렬 섹션
27: 입구 챔버
27a: 벌지
28: 오일 출구
29: 유로
2: 하우징부
2a-1, 2a-2, 2a-3, 2a': 하우징 부재
2b, 2b': 웨브
3: 고정자, 부동 스크롤
3a: 부동 스크롤(3)의 베이스 플레이트
3b: 부동 스크롤(3)의 벽
4: 오비터, 가동 스크롤
4a: 가동 스크롤(3)의 베이스 플레이트
4b: 가동 스크롤(3)의 벽
5: 작업 공간
5a: 출구
5b: 출구 챔버
6: 드라이브 샤프트
7: 길이방향 축
8: 중간 부재
9: 제1 베어링
10: 제2 베어링
11: 카운터 벽
12: 역압 챔버
13: 흡입 챔버
14: 제1 팽창 장치
15: 제2 팽창 장치
16: 유동 덕트
17: 연결 덕트
18: 중력에 영향받는 방향
19: 포트
20: 오일 분리기
21: 오버플로우 개구
22, 22a, 22b: 축
23, 23': 접촉면
24, 24': 형성물
25': 입구
26, 26': 정렬 섹션
27: 입구 챔버
27a: 벌지
28: 오일 출구
29: 유로
Claims (21)
- 기체상 유체를 저압 섹션의 저압 레벨에서 고압 섹션의 고압 레벨로 압축하는 장치(1)로서, 상기 장치(1)는 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)를 갖는 하우징(2), 상기 저압 섹션과 상기 고압 섹션 사이에 배치된 압축 매커니즘, 및 상기 고압 섹션을 상기 저압 섹션과 연결하는 유동 덕트(16)를 가지며, 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)는 고압측 포트(19) 및 오일 분리기(20)로 구성되고, 상기 고압측 포트(19)와 상기 오일 분리기(20)의 길이방향 축들은 공통 축(22, 22a, 22b) 상에 배열되며, 상기 포트(19)의 출구 개구와 오일 출구(28)는 상기 오일 분리기(20)의 직경 방향 단부들에 구성되고, 상기 오일 출구(28)는 상기 오일 분리기(20)의 최하부 섹션에서 중력의 영향을 받는 방향(18)으로 배치되고 상기 유동 덕트(16)의 입구와 유압식으로 연결되는 장치(1)에 있어서,
상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)는 상기 오일 출구(28)의 배치와 관계없이, 상기 고압측 포트(19)가 상기 입구 챔버(27) 내에서, 특히 상기 입구 챔버(27)의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 상기 축(22, 22a, 22b)과 정열되도록, 상기 오일 출구(28)이 개방되도록 배치되고 상기 유동 덕트(16)의 입구가 분기되는 입구 챔버(27)를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 고압측 포트(19)는 상기 장치(1)의 길이방향 축(7)에 수직으로 연장하는 평면에서 상기 축(22, 22a, 22b)과 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 고압측 포트(19)는 상기 장치(1)의 상기 길이방향 축에 평행하게 정렬된 상기 오일 출구(28)의 축에 대해 각도 범위 내에서 가변적으로 선회되도록 상기 축(22, 22a, 22b)과 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 덕트(16)의 입구는 상기 중력에 영향받는 방향(18)으로 상기 입구 챔버(27)의 최하부 섹션으로부터 분기되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 입구 챔버(27)는 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)의 반경 방향으로 바깥쪽을 향하고 상기 입구 챔버(27)의 범위를 정하는 측면을 가지며, 상기 측면은 상기 중력에 영향받는 방향(18)에서 상기 최하부 섹션에 대해 연속적인 구배를 가지므로 상기 입구 챔버(27)는 백업 없이 상기 오일 출구(28)으로부터 상기 유동 덕트(16)의 입구로 흐르게 되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 챔버(27)는 상기 외부 반경에 배치된 상기 측면으로부터 외측으로 돌출하는 벌지(27a)를 갖는 부분 원형 링의 형상을 가지며, 상기 입구 챔버(27)로부터 상기 유동 덕트(16)의 입구가 분기되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 부분 원형 링의 중심점은 실질적으로 원형인 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)의 중심점에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 입구 챔버(27)의 상기 벌지(27a)는 상기 입구 챔버(27)의 반경방향으로 테이퍼링되는 깔때기 형상으로 구성되며, 상기 깔때기의 좁은 부분은 상기 중력에 영향받는 방향(18)으로 상기 입구 챔버(27)의 상기 최하부 섹션을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 분리기(20)의 상기 오일 출구(28)는 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)의 상기 원주 방향으로 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 갖는 상기 유입 챔버(27)의 상기 부분 원형 링 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 입구 챔버(27)의 상기 부분 원형 링은 상기 단부블 사이에서 30° 내지 150°의 각도 범위, 특히 60° 내지 120°의 각도 범위, 구체적으로, 80° 내지 100°의 각도 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 챔버(27)의 상기 벌지(27a)는 상기 부분 원형 링의 형상에 대해 대칭 또는 비대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)의 상기 고압측 포트(19)는 상기 수평면에 대해 30° 내지 150°의 각도 범위에서 및 상기 중력에 영향받는 방향(18)에 대해 -60°에서 60°의 각도 범위에서 상기 부분 원형 링의 상기 형상에 대해 상기 입구 챔버(27)의 상기 벌지(27a)의 대칭 구성으로 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)의 상기 고압측 포트(19)는 상기 장치(1)의 길이방향 축(7)에 대해, 30° 내지 150°의 각도 범위, 특히 60° 내지 120°, 구체적으로 80° 내지 100°의 각도 범위로 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 메커니즘은 원반형 베이스 플레이트(3a)와 상기 베이스 플레이트의 일 전면으로부터 연장하는 스크롤 형상으로 구성된 벽(3b)을 갖는 부동 고정자(3) 및 원반형 베이스 플레이트(4a)와 상기 베이스 플레이트(4a)의 전면으로부터 연장하는 스크롤 형상으로 구성된 스크롤 압축기의 벽(4b)를 갖는 가동 오비터(4)을 갖도록 구성되며, 상기 고정자(3)의 상기 벽(3b)과 상기 오비터(4)의 상기 벽(4b)은 서로 맞물리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)는 상기 입구 챔버(27)가 상기 베이스 플레이트(3a)의 후면에서 상기 장치(1)의 길이 방향 축(7)의 방향으로 한정되도록 상기 고정자(3)의 베이스 플레이트(3a)의 후면과 밀봉식으로 맞닿도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)는 접촉면(23)을 갖고 상기 고정 스크롤(3)은 상기 베이스 플레이트(3a)로부터 돌출하는 형성물(24)을 가지며, 상기 하우징 부재 및 상기 고정 스크롤은 상기 접촉면(23)이 상기 형성물(24)에 접하고 상기 입구 챔버(27)가 상기 부동 스크롤(3)의 상기 형성물(24)에 의해 반경 방향으로 완전히 한정되도록 서로 대응하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 입구 챔버(27)는 상기 고정자(3)의 상기 베이스 플레이트(3a) 내에 적어도 섹션들로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 덕트(16)는 상기 고압 섹션으로부터 상기 저압 섹션으로의 윤활유 및 상기 오비터(4)를 상기 고정자(3)에 대향하여 압박하기 위한 역압 시스템의 구성 요소로서 오일을 재순환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징 부재(2a-1, 2a-2, 2a-3)는 상기 축(22, 22a, 22b)에 수직으로 정렬되고 상기 장치의 길이방향 축(7)을 따라 연장하는 리브형 웨브(2b)를 가지며, 상기 출구 챔버(5b) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 웨브(2b)는 ㅅ상기 웨브((2b)의 자유 단부면(free end face)과 상기 고정자((3)의 상기 베이스 플레이트(3a)의 후면 사이에 갭(gap)이 형성되도록 상기 장치((1)의 길이방향 축((7)의 방향으로 연장되어 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 자동차의 공조 시스템의 냉매 회로에서 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 기체상 유체를 압축하기 위한 장치(1)의 용도.
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