KR870000015B1 - 스크로울형 압축장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스크로울형 압축장치

제1도는 종래의 스크로울형 압축장치의 종단면도.

제2도는 동 장치에 내장된 오울덤(oldham)기구의 설명도.

제3도는 동 장치의 압축원리를 설명하는 도면.

제4도는 가동요소에 가해지는 추력을 설명하는 도면.

제5도는 본 발명의 한 실시예에 관한 스크로울형 압축장치의 종단면도.

제6도(a)는 동 장치에 있어서의 고정요소의 저면도.

제6도(b)는 제6도(a)에 있어서의 A-A선에 따라 전단하고 화살표 방향으로 본 설치조건하의 단면도.

제7도(a)는 동 장치에 있어서의 가동 요소의 평면도.

제7도(b)는 제7도(a)에 있어서의 B-B선 단면도.

제8도는 동 장치에 있어서의 프레임의 상부만을 보이는 일부절결 분해도.

제9도는 동 장치에 있어서의 오울덤기구 요부의 평면도.

제10도는 동 오울덤 기구의 귀이홈의 형상을 설명하는 도면.

제11도(a)는 동 장치에 내장된 접촉부재의 평면도.

제11도(b)는 제11도(a)에 있어서의 C-C선의 단면도.

제11도(c)는 동 기구에 내장된 시일링의 형상을 설명하기 위한 도면.

제12도는 제5도의 D-D선 단면도.

제13도는 한 압축공정에 있어서의 각부 상대 위치관계를 도시하는 도면.

제14도는 실시예 장치에 있어서 가동 요소에 가해지는 추력의 실측치를 보이는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 밀폐용기 102 : 프레임

103 : 스크로울형압축기구 104 : 모우터

105 : 윤활유 111 : 고정요소

112 : 가동요소 115,124 : 스크로울날개

116 : 토출구 130 : 오울덤기구

141 : 축받이구멍 143 : 링형홈

147 : 홈 148 : 구멍

149 : 접촉부재 158,159 : 연통로

160 : 회전축 171 : 고정자

164 : 원심펌프작용을하는구멍 174 : 반전방지기구

170 : 회전자 180,182 : 공간

181 : 흡입관 183 : 토출관

본 발명은 밀폐용기내에 스크로울형 압축기구를 수용하여 구성되는 스크로울(scroll)형 압축장치의 개량에 관한 것이다.

종래 저압의 압축장치로서는 스크로울형 압축장치가 알려져 있었다. 이 압축장치는 한쌍의 스크로울 날개를 축방향으로 서로 조립해서 압축기구를 구성한 것으로 소형, 고효율, 저진동 등의 잇점이 있다.

이러한 종래의 스크로울형 압축장치는 통상 제1도의 도시와 같이 구성된다. 즉 밀폐용기(1)내의 약간 뒤쪽에 치우친 위치에 상기 밀폐용기(1)내를 상하방향으로 구획하는 상태로 프레임(2)을 고정하고 이 프레임(2)의 위쪽에 스크로울형 압축기구(3)를 배치하고, 또 프레임(2)의 아래쪽에 상기 스크로울형 압축기구(3)에 구동력을 부여하는 모우터(4)를 배치하고, 또 밀폐용기(1)의 바닥부분에 윤활유(5)를 수용하고 있다.

스크로울형 압축기구(3)는 고정요소(11)와 이 고정요소(11)의 아래쪽에 배치된 가동요소(12)로 구성된다. 고정요소(11)는 원판형의 제1판(13)와 상기 제1판(13)의 한쪽면 주연부에 돌출된 링형의 벽(14)와 이 벽(14)으로 둘러싸인 부분에 상기 벽(14)과 거의 같은 높이로 돌출설치된 제1스크로울 날개(15)와 제1판(13)의 중앙부에 설치된 토출구(16)와 제1판(13)의 주연부에 설치된 흡입구(17)로 구성된다. 그리고 상기와 같이 구성된 고정요소(11)는 벽(14) 및 스크로울 날개(15)의 돌출방향의 반대쪽으로 상기 벽(14)의 주연부가 프레임(2)의 윗면에 고정되고, 또 흡입구(17)가 밀폐용기(1)의 윗벽을 관통하여 설치된 흡입관(18)에 접속된다. 한편 가동요소(12)는 상기 링형벽(14)의 내경보다 큰 외경의 제2판(19)과 상기 판(19)의 한쪽면에 상기 제1스크로울날개(15)의 높이와 거의 같은 높이로 돌출설치된 제2스크로울날개(20)와 제2판(19)의 다른쪽의 면중앙부에 돌설된 원통부(21)로 구성된다. 그리고, 상기 가동요소(12)는 제2스크로울 날개(20)의 돌출방향에 반대쪽으로 상기 제2스크로울 날개(20)와 제1스크로울 날개(15)가 서로 맞물리고, 또 제2판(19)의 주변부가 링형벽(14)의 단면에 미끄럼 접촉되도록 장치되고, 이 장치상태가 상기 제2판(19)과 상기 프레임(2)의 사이에 설치된 오울덤(oldham)기구(31)에 의하여 지지된다.

오울덤기구(31)는 제2도의 도시와 같이 제2판(19)의 하면에서 또한 원통부(21)를 경계로 하여 양쪽에 동일선상에 위치되도록 고정된 제1키이(32a)(32b)와 프레임(2)의 상면에서 또 상기 제1키이(32a)(32b)의 배열선과 직교하는 선상에 고정된 제2키이(33a)(33b)와 이들 키이(33a)(33b)(32a)(32b)가 각각 미소한 간극을 가지고 삽입되는 홈(34a)-(34d)을 상하면에 가진 링(35)으로 구성된다.

이와 같이 상기 프레임(2)에는 상기 원통부(21)의 축 중심과는 편심된 축받이구멍(41)이 상하방향으로 관통해서 설치된다. 이 축받이구멍(41)은 원통부(21)축에 위치하는 부분이 대구경으로 형성된다. 그리고 상기 축받이구멍(41)내에 상기한 모우터(4)의 회전축(42)이 회전 가능하게 지지된다. 회전축(42)에는 상기의 축받이구멍(41)의 대구경부에 위치하는 부분 역시 대구경부(43)가 형성되고, 이 대구경부(43)에는 상기한 원통부(21)에 삽입되는 부분에서 또 하나의 작은 축(44)가 형성되어 있다. 또 회전축(42)은 그 하단이 윤활유(5)내에 침전되는 길이로 형성되고, 또 내부에는 원심펌프작용으로 윤활유(5)를 축받이 면이나 원통부(21) 및 작은 축(44)의 삽입부에 공급하는 구멍(45)이 형성된다. 또 제1도 중(46)은 밀폐용기(1)내에 상하방향 중간부로 고압가스를 내보내는 토출관을 나타내고, 또(47)은 고압가스 및 윤활유를 아래쪽으로 안내하는 홈을 표시한다.

상기의 장치는 다음과 같이 가스압축을 설시하도록 구성된다. 즉, 모우터(4)를 회전하면 그 회전력이 회전축(42)를 통하여 가동요소(12)에 전달된다. 이 경우 가동요소(12)의 원통부(21)는 회전축(42)이 대하여 편심되고, 또 오울덤기구(31)에 의하여 지지되고 있으므로 이 가동요소(12)는 자전이 따르지 않는 선회운동을 한다. 따라서 가동요소(12)의 제2스크로울날개(20)도 선회운동을 한다. 이 선회운동에 따라 스크로울날개(15)(20) 사이에 형성된 이른바 압축실 P의 용적이 제3도(a),(b),(c)의 도시와 같이 주기적으로 작아져서 이로인해 압축된 가스가 토출구(16)로부터 토출되어 압축장치로서의 기능이 발휘된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 스크로울형 압축장치에 있어서는 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 이 장치를 실제의 냉동사이클에 장치했을 경우를 예로들면, 증발기를 통과한 저압의 냉매는 압축실P내의 직접 도입되고, 이로인해 액체역류현상이 발생되는 염려가 있다. 이처럼 액체역류현상이 발생되면 스크로울날개(15)(20)를 파손시킨다.

따라서, 종래의 장치에서는 증발기와 흡입관(18)사이에 큰 용적의 기액(氣液) 분리기를 설치할 필요가 있었다. 이로인해 기액분리기를 설치하기 위한 공간이 필요하고 결과적으로 장치전체가 대형화되는 문제가 있었다. 또 밀폐용기(1)내는 고압으로 유지되고, 가스를 압축하여 고압화했을 때 이 고압가스는 고온이 되며, 이로인해 종래장치와 같이 고압상태의 밀폐용기(1)내에 장치되는 모우터(4)의 냉각에 특별한 연구를 하거나 또 온도적인 여유를 보아서 당초부터 용량이 큰 모우터를 장치해야 할 문제도 있었다.

그러므로, 이러한 결함을 해소하기 위하여 토출관(46)을 흡입관으로 하고 또 흡입관(18)을 밀폐용기(1)의 상벽과 고정요소(11)사이의 공간에 접속하여 토출관으로 하고, 또 고정요소(11)와 가동요소(12)의 접촉부 주연으로부터 저압가스를 압축실 P내로 흡입시키는 것을 생각할 수 있다.

이와 같이 구성하면 밀폐용기(1)내의 하부공간을 기액분리기로서 이용할 수 있고, 또한 저압, 저온의 가스를 모우터(4)에 접촉시킬 수 있으므로 상기의 결함을 해소할 수 있다.

그러나, 상기와 같이 구성했을 때는 다음과 같은 새로운 문제가 발생한다. 즉, 가동요소(12)가 선회운동을 하여 압축동작이 실시되면 압축실 P내가 고압이 되므로 가동요소(12)에 하향으로 추력(thrust)이 작용한다. 이 추력은 예를들면 5Hp 정도의 것으로 제4도의 도시와 같이 수 100kg에 달한다. 또 제4도중 A는 토출압 Pd=32kg/㎠g, 흡입압 Ps=5.4kg/㎠g의 경우를 표시하고, B는 Pd=21kg/㎠g, Ps=5.4kg/㎠g의 경우를 표시하고, C는 Pd=10kg/㎠g, Ps=10kg/㎠g의 경우를 표시한다. 이 추력은 오울덤기구 등의 미끄럼운동부에 가해지므로 미끄럼운동의 손실이 증가하고, 입력이 증가될 뿐만 아니라 녹아붙는 현상의 원인이 된다. 또 추력이 크면 스크로울 날개(15)(20)의 선단부가 제1판(13)과 제2판(19)으로 부터 떨어져서 간극이 발생한다.

이와 같이 간극이 발생되면 압축가스의 누설이 증가되므로 필연적으로 성능의 저하를 초래한다. 그러므로 이와 같은 결함을 해소하기 위하여 일본국 특공소 57-23793호 공보와 같이 가동요소의 뒷면측에 상기 뒷면으로 인하여 밀폐된 공간을 형성하고 이 공간과 압축실내의 중압(中壓) 포오트를 연결시키므로서 상기한 추력의 감소가 생각된다.

그러나, 이러한 형식은 압축과정중의 가스를 상기 공간으로 인도하도록 하고 있으므로 상기 공간의 압력변동이 크다. 따라서 이러한 압력변동을 작게하기 위해서는 중압포오트와 상기 공간을 연결시키는 연결로를 죌 필요가 있다. 그러나 이와 같이 연결로를 죄면 액체압축등의 이상이 발생했을 때 이 액체의 유출이 안되어 스크로울날개가 파손되는 우려가 있다.

본 발명은 이와 같은 사정을 고려하여 연구된 것으로 그 목적은 가동요소의 하면 측이 저압분위기의 조건하에서 사용되는 것으로 가동요소에 가해지는 하향의 추력을 대폭적으로 감소시킬 수 있는 동시에 액체 압축등의 이상시에도 스크로울날개의 파손을 방지할 수 있고, 이것으로 압력을 낮게 감소시키고 녹아붙는 것을 방지하며 성능의 향상을 도모할 수 있는 스코로울형 압축장치를 제공하는데에 있다.

본 발명은 가동요소의 하면측이 저압분위기의 조건하에서 사용되는 것에 있어서, 가동요소의 하면에 미끄럼접촉으로 설치되고, 상기 하면과 더불어 폐쇄된 링형공간을 형성하는 접촉부재와 상기 가동요소에 형성되고 압축실내의 고공 포오트와 중압포오트를 각각 상기 링형 간에 연결시키는 연통로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성을 취하면 압축실내의 고압포오트의 가스 및 중압포오트의 가스의 일부가 상기의 연통로를 통하여 링형의 공간내로 들어간다. 따라서 상기 링형의 공간내는 중압포오트의 가스압력 이상의 압력으로 유지되므로 압력변동이 거의없다. 링형의 공간은 가동요소의 하면을 그 일부로 하여 구성되므로 가동요소에는 상향의 힘이 작용한다. 따라서 이 상향의 힘에 의하여 하향의 추력은 대폭적으로 감소된다.

이로 인해 하향의 추력이 원인으로 발생하는 입력의 증가나 녹아붙기 등의 발생을 방지할 수 있다. 또 중압포오트와 고압포오트는 연통로 및 링형공간을 통하여 연결되어 있으므로 체압축이 실시되는 순간 상기 액체는 중압포오트의 단계에서 링형의 공간을 통하여 고압포오트측으로 배출된다. 따라서 액체압축시에 발생되기 쉬운 스크로울 날개의 파손도 방지할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 본 발명의 실시예에 대해서는 종래 실시예와의 구별을 위해 100단위 이상의 참고번호를 사용한다.

제5도에 있어서, 도면중 (101)은 세로로 길게 형성된 밀폐용기로서 이 밀폐용기(101)내의 상측의 위치에는 상기 밀폐용기(101)내를 상하방향으로 구분하는 형태로 프레임(102)이 고정된다. 그리고 프레임(102)의 위쪽에 스크로울형 압축기구(103)가 배치되고 또 프레임(102)의 아래쪽에 상기 스크로울형 압축기구(103)에 구동력을 제공하는 모우터(104)가 배치되며, 또 밀폐용기(101)의 아랫쪽에는 윤활유(105)가 수용된다.

스크로울형 압축기구(103)는 공지의 것과 동일하게 고정요소(111)와 이 고종요소(111)의 아래에 위치하는 가동요소(112)로 구성된다. 고정요소(111)는 원판형의 제1판(113)과 상기 제1판(113)의 한쪽면 주연부에 돌출설치된 링형의 벽(114)과 상기 링형벽(114)으로 둘러 싸인 부분에 상기 벽(114)과 거의 같은 높이로 돌출된 제1스크로울 날개(115)와 제1판(113)의 거의 중앙부에 설치된 토출구(116)로 구성된다. 그리고 상기 링형벽(114)의 안쪽 가장자리에는 적당한 곡률을 가진 곡면 또는 제6도(a),(b)의 도시와 같이 테이퍼면등의 절결면(117)이 형성된다.

그리하여 상기와 같이 구성된 고정요소(111)는 링형벽(114) 및 제1스크로울날개(115)의 돌출방향을 아래쪽으로 하여 상기 링형벽(114)의 주연부가 볼트(118)에 의하여 프레임(102)의 상면 주연부에 밀폐 고정된다. 또 고정시에 고정요소(111)의 상면에 캡(119)이 부착되고 이 캡(119)도 상기 볼트(118)에 의하여 일체로 고정된다. 캡(119)은 제1판(113)의 상면과의 사이에 소정 두께의 간극(120)을 형성할 수 있는 크기로 형성되고 이 간극(120)을 형성하는 벽의 일부에 구멍(121)이 형성된다. 또 그 측벽의 일부에는 후술하는 윤활유를 유도하기 위한 구멍(122)이 형성된다. 한편, 가동요소(112)는 상기 링형벽(114)의 내경보다 약간 큰 외경의 제2판(123)과 상기 제2판(123)의 한쪽면에 제1스크로울날개(115)의 높이와 거의 같은 높이로 돌출 설치된 제2스크로울 날개(124)와 제2판(123)의 다른쪽 면의 중앙부에 돌설된 원통부(125)로 구성된다.

상기 제2판(123)의 제2스크로울날개(124)가 설치되는 측의 면에서 주연부는 제7도(a),(b)의 도시와 같이 테이퍼면등의 절결면(126)에 형성된다. 그리고 상기와 같이 구성된 가동요소(112)는 제2스크로울날개(124)의 돌출방향을 위쪽으로 하여 상기 제2스크로울날개(124)와 상기 제1스크로울날개(115)가 서로 맞물리고 또 제2판(123)의 주변부와 상기 링형벽(114)의 단면 및 제2스크로울날개(124)의 단면과 제1판(113) 및 제1스크로울날개(115)의 단면과 제2판(123)이 각각 미끄럼 접촉하도록 장착되고, 이 장착상태가 상기 제2판(123)과 상기 프레임(102)과의 사이에 설치된 오울덤기구(130)에 의하여 지지된다.

오울덤기구(130)는 제2판(123)의 아랫면 주연부이고, 또 제2판(123)의 중심을 통해서 그려지는 동일선상으로 설치된 키이홈(131a)(131b)과 이 키이홈(131a)(131b)의 배열방향과 직교하는 선상이고, 또한 프레임(102)의 상면에 제8도의 도시와 같이 형성된 키이홈(132a)(132b)과 제8도의 도시와 같이 한쪽면에 상기 키이홈(131a)(131b)에 끼우는 키이(133a)(133b)를 가지는 동시에 다른 면에 상기 키이홈(132a)(132b)에 끼우는 키이(134a)(134b)를 가진 링(135)으로 구성된다. 그리고, 상기 링(135)의 양면에는 실제로는 제9도의 도시와 같이 미끄럼 운동저항을 감소시키기 위해 예를들면 그물코 모양의 기름홈(136)이 형성된다. 또 상기 각 키이홈(132a)(132b)(131a)(131b)의 내측면에는 제10도에 키이홈(132b)으로 대표적으로 도시하는 것과 같이 키이와의 미끄럼접촉 면적을 감소시키기 위한 입구를 확대한 단부(137)가 형성된다.

그리고, 상기 프레임(102)에는 상기 가동요소(112)의 원통부(125)의 축심선에 대하여 편심된 축받이 구멍(141)이 상하방향으로 관통해서 설치되고 이 축받이 구멍(141)의 원통부(125)측에 위치하는 부분은 대구경으로 형성된다. 그리고, 상기 대구경측의 프레임구조는 구체적으로는 제8도의 도시와 같이 구성된다. 즉 가장 외측에 밀폐용기(101)의 내경과 거의 동일한 외경을 가지며, 내경이 상기 링형벽(114)으 내경보다 크고, 상기 벽(114)에 볼트(118)로 죄서 고정되는 링형벽(142)이 형성되고, 이 내측에 링형홈(143)을 통하여 상기 제2판(123)의 아래면 가장자리를 받는 링형의 제1수용면(144)이 한단 낮게 형성되고, 그 내측에 상기 링(135)을 받는 링형의 제2수용면(145)이 다시 한단 낮게 형성되고, 이 내측에 다시 한단 낮게 후술하는 접촉부재(149)를 받는 링형의 제3수용면(146)이 형성된다. 그리고, 상기 수용면들을 방사상으로 형성된 홈(147)에 의하여 동일방향에서 여러개로 분할되고, 상기 홈(147)중 적어도 한개는 프레임(102)의 벽에 설치되어 내외를 직접 통하는 구멍(148)과 연통한다. 또 상기 키이홈(132a)(132b)는 제2수용면(145)에 형성된다. 상기 접촉부재(149)는 구체적으로는 제11도(a)(b)(c)의 도시와 같이 상기 제3수용면(146)에 삽입 지지되는 링(150)와, 상기 링(150)의 윗면에 음각되어 설치된 링형의 제1홈(151)과, 상기 윗면에서 상기 제1홈(151)의 내측 및 외측에 각각 형성되어 상기 제1홈(151)보다 얕고 가는 링형의 제 2 및 제3홈(152)(153)과, 이들 홈(152)(153)내에 일부가 각각 바깥쪽으로 돌출되도록 장치된 예를들면 4 불화에틸렌제의 제1 및 제2시일링(154)(155)으로 구성된다. 그리고 제1시일링(154)의 외주면 하단부에는 동도면(C)의 도시와 같이 테이퍼면(156)이 형성되고 또 제2시일링(155)의 내주면 하단부에도 동일한 테이퍼면(156)이 형성된다. 또 제1홈(151)의 원주에는 +자방향으로 4개 위치에 제1홈(151)의 깊이와 동일한 깊이로 상기 제1홈(151)을 제2 및 제3홈(152)(153)에 연결시키는 바닥이 있는 홈(157)이 형성된다. 그리고 상기 제2판(123)의 내부에는 접촉부재(149)를 제5도의 도시와 같이 장치한 상태에서 상기 링(150)과 시일링(154)(155) 및 상기 제2판(123)이 아래면으로 둘러싸인 링형의 공간 Q를 항시 압축실 P의 고압포오트 R 및 중압포오트 S에 연결시키는 연통로(158,159)의 고압포오트 R측에 위치하는 입구는 제7도(a)의 도시와 같이 제2스크로울날개(124)의 최내단의 내측에 위치한다. 그리하여 상기 프레임(102)의 축받이구멍(141)에는 상기 모우터(104)의 회전축(160)이 회전가능하게 지지된다. 회전축(160)에는 축받이구멍(141)의 대분에 위치하는 부분에 역시 대구경부(161)가 형성되고, 이 대구경부(161)에 상기 원통부(125)에 삽입되는 작은 축(162)이 돌출설치된다. 그리고 상기 회전축(160)은 그 하단이 윤활유(105)속에 침전되는 길이로 형성되고, 그 하단부는 밀폐용기(101)의 내면에 지지부(200)를 통하여 지지되는 하부축받이(163)에 의하여 지지된다. 또 회전축(160)내에는 원심펌프작용으로 윤활유(105)를 축받이면이나 작은 축(162)과 원통부(125)와의 삽입부에 공급하는 구멍(164)이 형성된다.

이 구멍(164)의 입구부, 즉 회전축(160)의 하단부에 위치하는 부분의 형상은 회전축(160)의 하단면 중앙부로부터 위쪽으로 향해서 확장하는 부분(165)과 이 부분(165)으로부터 반경방향으로 하부축받이(163)의 내면까지 확장하는 부분(166)과 이 부분(166)으로부터 아래쪽으로 향해서 연장되는 부분(167)과 이 부분(167)으로부터 회전축(160)의 직경보다 약간 짧은 길이만큼 반경방향으로 연장되는 부분(168)을 조합한 것으로 되어 있다.

그리고, 상기 모우터(104)는 바구니형의 유도전동기에 의하여 구성된다. 한편 모우터(104)의 회전자(170)의 상단에 돌출설치된 제1밸런스웨이트(173)와 상기 프레임(102)과의 사이에는 래칫(ratchet)식의 반전방지기구(174)가 설치되고 이 반전방지기구(174)는 구체적으로는 제12도의 도시와 같이 구성된다. 즉 상기 제1밸런스웨이트(173)의 내면측에 회전축 중심방향으로 향하는 원통홈(175)을 형성하고 이 원통홈(175)내에 스토퍼용의 막대(176)를 미끄럼운동이 가능하도록 수용하는 동시에 상기 막대(176)와 원통홈(175)의 바닥사이에 상기 막대(176)에 원통홈(175)으로부터 돌출시키는 방향으로 힘을 부여하는 스프링(177)을 설치하고, 또 막대(176)의 선단이 접촉하는 프레임(102)의 외면에 톱니모양의 절결부(178)을 형성하고 있다.

그리고, 상기 밀폐용기(101)의 측벽에서 상기 스크로울형 압축기구(103)와 모우터(104)의 사이에 위치하는 부분에는 상기 스크로울형 압축기구(103)와 모우터(104)사이의 공간(180)에 연통하는 흡입관(181)이 접속되고, 또 밀폐용기(101)의 천정벽에는 이 천정벽과 상기 고정요소(111)와의 사이에 형성된 공간(182)에 연통하는 토출관(183)이 접속된다.

또, 제5도중(184)는 공간(182)내에 유출된 윤활유를 프레임(102)로부터 아래쪽으로 돌리기 위하여 링형벽(114) 및 프레임(102)에 형성된 구멍을 나타내고, (185)는 제2밸런스웨이트를 나타내며, (186)은 모우터(104)에 전기를 공급하는 접속기구를 나타내고, 또 (187)은 윤활유를 통과시키는 구멍을 나타낸다.

다음에 상기와 같이 구성된 압축장치의 동작을 설명한다.

우선, 모우터(104)에 전기가 공급되면, 회전축(160)이 회전을 개시하고 이 회전력이 가동요소(112)에 전달된다. 이 경우 가동요소(112)의 원통부(125)는 회전축(160)에 대하여 편심해서 설치된 작은 축(162)를 수용하고 또 오울덤기구(130)에 의하여 지지되어 있으므로 이 가동요소(112)는 자전이 수반되지 않는 선회운동을 한다. 따라서 가동요소(112)에 설치된 제2스크로울날개(124)도 선회운동을 한다.

이 선회운동에 따라서 제1스크로울날개(115)와 제2스크로울날개(124)의 사이에 형성된 압축실 P의 용적이 제3도의 도시와 같이 주기적으로 작아져서 이것에 의하여 압축된 가스가 토출구(116)로부터 토출된다. 토출된 고압가스는 캡(119)에 의하여 형성된 간극(120), 캡(119)에 형성된 구멍(121), 공간(182)을 차례로 지나서 토출관(183)을 통해 밖으로 나간다. 한편, 상기와 같이 가동요소(112)가 선회운동을 하면 이 가동요소(112)의 제2판(123)의 윗면 주연부와 고정요소(111)의 링형벽(114)의 안쪽 가장자리에 형성된 절결면(126)(117)이 유효하게 작용되어 압축실 P의 주연부가 프레임(102)에 형성된 링형홈(143)에 항시 연통된 상태를 이룬다. 상기 링형홈(143)은 프레임(102)에 방사상으로 형성된 홈(147)등은 통하여 구멍(148)으로 통하고, 또 이 구멍(148)은 공간(180)을 통하여 흡입관(181)으로 통하고 있으므로, 결국 저압의 가스는 상기 흡입관(181), 공간(180),→구멍(148),→홈(147) 및 링형홈(143)을 지나서 압축실 P내의 저압포오트에 흡입되고 여기에서 압축장치로서의 기능이 발휘된다. 그리고 이 경우에는 흡입관(181)을 통하여 유입된 저압가스중에 냉매등의 액체가 혼합되어 있어도 이 액체는 공간(180)내를 통과하는 사이에 아래쪽으로 낙하하고 윤활유(105)가 괸탱크(101)의 바닥부분으로 이동한다. 또 모우터(104)가 열을 발생하므로 낙하된 액체는 상기 열에 의하여 가스화되고, 이미 가스화된 것의 흐름에 섞여서 압축실 P내로 이동한다. 따라서 공간(180)은 기액 분리기와 완전히 동일한 작용을 하고 있고 이 공간(180)의 존재, 즉 이러한 가스유로의 존재에 의하여 제1 및 제2스크로울날개(115),(124)의 파손이 방지된다.

한편, 상기와 같이 모우터(104)가 회전하면 윤활유(105)의 일부는 구멍(164)에서의 원심펌프작용에 의하여 구멍(154)을 통해 위쪽으로 공급된다. 이 공급된 윤활유는 축받이 구멍(141)의 내주면을 윤활작용시킨 후 작은 축(162)과 원통부(125)의 삽입부를 윤활작용하고 계속해서 구멍(187)을 통하여 오울덤기구(130)가 설치되는 부분을 윤활하고, 그후 일부가 구멍(148)으로부터 아래쪽으로 떨어지고 나머지는 안개 형상이 되어 압축실 P내로 침입하여 압축실 P내의 미끄럼 접촉부를 윤활시킨다. 그리고 압축실 P내에 들어간 윤활유는 최종적으로 토출공(116)으로부터 배출된 후, 캡(119)에 설치된 구멍(122) 및 구멍(184)을 통하여 아래쪽으로 이동한다. 따라서 토출관(183)으로부터는 윤활유의 혼입이 없는 고압가스가 토출되게 된다.

또, 상기와 같이 가동요소(112)가 선회운동을 하여 압축동작이 실시되면 압축실 P내가 고압이 되므로 가동요소(112)가 하향의 추력을 받아 이 힘이 오울덤 기구(130), 프레임(102)의 제1수용면(144)등에 가해지고, 이들 요소에 녹아붙기 현상이 발생되거나, 압축실 P내에 있어서 압축가스의 누설이 증가되는 염려가 있다. 그러나 본 실시예의 경우 접촉부재(149)와 연통로(158,159)가 다음과 같이 작동하여 이들 현상의 발생을 방지하고 있다.

즉, 접촉부재(149)의 링(150)과 제1 및 제2시일링(154)(155) 및 제2판(123)으로 둘러싸인 링형의 공간 Q는 연통로(158)(159)을 개재하여 항시 압축실 P의 이른바 고압포오트 R 및 중앙포오트 S에 연통된다. 따라서 제2판(123)은 상기 링형의 공간 Q내의 가스압에 의하여 위쪽으로 향하는 힘을 받아 이 힘의 존재에 의하여 제2판(123)이 받는 아래쪽의 추력이 대폭적으로 감소된다. 따라서, 상기 추력에 의하여 발생하는 입력증가, 녹아붙기, 압축가스의 누설등의 발생이 방지된다. 또, 액체압축이 실시되려고 해도 이 액체는 중압포오트 S의 단계에서 연통로(159), 환상공간 Q, 연통로(158)을 통하여 고압포오트 R로 배출된다. 따라서 액체압축시에 발생하는 제1 및 제2스크로울날개(115)(124)의 파손도 방지할 수 있다.

제13도는 압축공정에 있어서의 제1 및 제2스크로울날개(115)(124) 및 연통로(158)(159)의 압축실측을 입구의 상대위치 관계를 도시하는 것으로 (a)가 압축개시시점의 형태를, (h)가 압축종료 시점의 형태를 각각 도시하고, (b)-(g)는 압축종료 시점에 이르는 각 시점의 형태를 각각 도시한다.

이 도면으로 알 수 있듯이, 중압포오트는 S거의 모든 시점에서 링형공간 Q를 통해서 고압포오트 R로 통하고 있다. 따라서 액체압축이 실시되려고 해도 이 액체가 고압포오트 R측으로 신속히 배출된다는 것을 알 수 있다.

또, 가동요소(112)에 가해지는 하향의 힘은 압축공간의 위치의 변화에 따라서 약간 맥동한다. 이로 인해 접촉부재(149)에서 고압가스가 저압축으로 누설된 염려가 있으나, 이 실시예에 있어서는 제11도의 도시와 같이 제1홈(151)과 시일링(154)(155)이 장착되는 제2 및 제3홈(152)(153)을 연통시키는 바닥이 있는 홈(157)을 형성하고 있으므로 제1 및 제2시일링(154)(155)에는 항상 제11도(c)에 실선 화살표로 표시하는 힘, 즉 상기 시일링(154)(155)을 제2판(123)의 하면에 밀어붙이는 힘이 작용한다. 따라서 이 밀어붙이는 힘에 의하여 고압가스의 누설이 방지된다.

또 모우터(104)를 정지시켰을 때 공간(182)과 공간(180)과의 압력차에 의하여 가동요소(112)가 역선회하여 고압가스가 저압축으로 유입되는 염려가 있다. 그러나 본 실시예의 경우 래칫식의 반전방지기구(174)가 설치되어 있으므로 역선회의 발생이 확실히 방지되고 고압가스의 유출이 방지된다.

이와 같이 가동요소(112)의 하면측에 상기 가동요소(112)에 가해지는 하향의 추력을 감소시키는 접촉부재(149)가 형성되고 가동요소(112)에는 연통로(158,159)가 형성된다. 따라서 운전시에 상기 하향의 추력에 의하여 입력이 증가하거나, 녹아붙거나 압축가스의 누설의 증가등을 방지할 수 있다. 제14도는 본 발명을 적용하고, 제4도에 도시한 경우와 조건을 동일하게 하여 추력을 측정한 결과를 도시한 그라프이다.

이 그라프에서도 알 수 있듯이 본원의 압축기에서는 하향의 추력을 대폭적으로 감소시킬 수 있다. 또 접촉부재(149)의 링형공간 Q를 압축실 P내의 고압포오트 R와 중압포오트 S에 연통하고 있으므로 액체 압축이 실시되었을 때 상기의 이유로 제1 및 제2스크로울날개(115)(124)가 파손하는 것을 방지할 수 있고, 결국 상기한 효과를 얻을 수 있다.

아울러 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아님을 밝힌다. 일예로 가동요소의 하면에 링형홈을 형성하고 이 링형홈의 개구를 막도록 접촉부재를 상기 하면에 밀착시킴으로써 상기의 환상공간 Q를 형성하도록 해도 되는 것이다.

Claims (1)

1. 서로를 축방향으로 접합시켜서 서로의 사이에서 압축실을 구성하는 형상으로, 각각 형성되는 동시에 상기 압축실내에서 교합하는 제1 및 제2스크로울 날개(115,124)를 각각 가지는 고정요소(111)와 가동요소(112)로 구성되는 스크로울형 압축기구를 상기 고정요소(101)를 상측으로 상기 가동요소(112)를 하측으로 위치시켜서 밀폐용기(101)내에 수용하고, 상기 가동요소(112)의 하면측을 저압분위기로 한 조건하에서 상기 밀폐용기(101)내의 하부에 설치한 모우터(104)의 동력으로 상기 가동요소(112)를 자전이 따르지 않는 선회동작을 시키므로써 가스압축을 실시하도록 한 스크로울형 압축장치에 있어서, 상기 가동요소(112)의 하면에 미끄럼 접촉하여 상기 하면과 더불어 폐쇄된 링형의 공간 Q을 형성하는 접촉부재(149)와 상기 가동요소(112)에 형성되어 상기 압축실 P내의 고압포오트 R와 중압포오트 S를 각각 상기 링형 공간 Q에 연통시키는 연통로(158,159)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크로울형 압축장치.

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