KR910006268B1 - 스크로울 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스크로울 압축기

제1도는 본 발명의 스크로울 압축기의 중요부분 단면도.

제2도는 본 발명의 인벌류우트랩(involute lap)의 끼워맞춤 상태를 표시하는 상태도.

제3도는 본 발명의 회전축과 중간부재의 관계를 표시하는 중요부분 확대 단면도.

제4도는 본 발명의 회전스크로울과 회전축과 관계를 표시하는 분해사시도.

제5도는 다른 실시예를 표시하는 제4도에 상당하는 분해사시도.

제6도는 종래의 스크로울 압축기의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밀폐용기 11, 14 : 단판

2 : 압축요소 12, 15 : 랩

3,22 : 회전축 13 : 가장자리부

4,16 : 축받이부 17 : 안내홈

5 : 프레임 18 : 배출구

6 : 고정스크로울 20 : 축

7, 19 : 회전스크로울 8, 23 : 가이드

9 : 중간부재 10 : 오울덤링

본 발명은 회전스크로울과 고정스크로울의 인벌류우트랩(Involute Lap)부의 접촉압력을 제어하는 스크로울 압축기(Scroll Compressor)의 개량에 관한 것이다.

종래의 스크로울 압축기는 일본국 특공소 60-35556호 공보에 표시되어 있는 바와 같이 구성되어 있다.

전기한 공보를 참고로 하여 종래예를 설명하기로 한다. 제6도에 있어서, 스크로울 압축기(50)는 원판상의 단판(End Plate)(51)에 인벌류우트 곡선 혹은 이것에 유사한 곡선으로 형성되는 소용돌이 모양의 랩(52)을 세워 형성한 고정스크로울(53)과, 이 고정스크로울(53)과 동일 형상의 단판(54) 및 랩(Lap)(55)으로 형성되는 회전스크로울(56)을 서로 랩(52), (55)의 앞쪽을 향하여 맞물리게 하고, 또한 회전스크로울(56)의 외관상의 자전을 저지하는 오울덤링(Oldham ring)(57)을 고정스크로울(53)에 고정된 정지부재(58)와 회전스크로울(54)의 사이에 설치한 것이다.

전기한 구조의 스크로울 압축기에서는 고정스크로울(53)에 대하여 회전스크로울(56)을 고정운동시켜서, 두 단판(51)(54) 및 두 랩(52)(55)의 소용돌이 끝부분에 위치하고 있는 밀폐공간을 두 스크로울(53)(56)의 중심을 항햐여 이동시키면서 체적을 서서히 축소시켜서 압축을 실시하도록 한 것이다.

그러나, 고정스크로울(53)의 랩(52)의 회전스크로울(56)의 랩(55)은 옆벽끼리의 충돌을 방지하기 위하여, 미리 클리어런스(Clrarance) 분만큼 틈을 열어주고 있었다.

그리고 이 틈은 오일에 의하여 밀폐(seal)를 행하고 있다. 틈은 좁을수록 가스누설(gas leak)을 감소할 수 있지만, 이 틈을 좁게 하기 위하여는 가공정밀도를 향상시켜야 하는 문제점과 생산성이 저하된다는 문제점이 있었다. 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 고정스크로울에 대한 회전스크로울의 편심량을 변경가능하게 하여 랩(Lap)끼리의 클리어런스를 영(0)으로 하는 동시에, 이 랩끼리의 접촉부에 있어서의 면압을 조정함을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 회전축의 중간부재를 한쪽방향으로 가동시키는 가이드를 설치하고, 회전축의 중심과 이 중심의 회전의 원궤도 위를 공전운동하는 회전스크로울의 중심을 연결한 원심력방향과 중간부재의 가동바향을 0〈α〈90°의 범위로 기울어지게 한 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 회전스크로울과 회전축의 사이에 전동요소의 회전력을 압축요소에 전달하는 중간부재를 설치하고, 이 중간부재에 회전스크로울을 회전이 가능하게 지지하는 지지부와, 회전축과의 사이에서 한쪽 방향으로 이동을 가능하게 하는 안내부를 설치하며, 또한 전기 회전축에 대한 중간부재의 가동방향과, 회전축의 중심과 이 중심으로부터 원궤도의 반경만큼 떨어진 회전스크로울의 중심을 연결하는 선의 방향을 0〈α〈90°의 범위로 기울어지게 한 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같이 회전축의 가이드에 의하여 한쪽방향으로 이동이 가능하도록 부착된 중간부재로, 회전스크로울을 고정스크로울에 대하여 공전운동시키고, 이 회전스크로울과 고정스크로울과의 랩끼리의 접촉부의 면압을 조정하여 동력손실과 내구성을 손상함이 없이 클리어런스를 영(0)으로 하여 랩끼리의 밀폐성을 향상시키도록 한 것이다.

이하, 본 발명을 제1도 내지 제4도에 표시한 실시예에 기초하여 설명하기로 한다. (1)은 밀폐용기이고, 이 용기내에는 윗쪽으로 압축요소(2)를 갖으며, 아래쪽으로는 이 압축요소를 구동하는 회전축(3)을 가지는 전동요소(도시하지 않음)가 각각 수납되어 있다.

압축요소(2)는 밀폐용기(1)의 내벽에 고정부착되어서 회전축(3)의 축받이부(4)를 중앙에 설치한 프레임(5)과, 이 프레임에 부착된 고정스크로울(6)과, 이 고정스크로울과 대향하여 설치된 회전스크로울(7)과, 이 회전스크로울을 회전축(3)의 가이드(8)에 끼워맞춰서 공정운동시키는 중간부재(9)와, 프레임(5)에 고정되어서 회전스크로울(7)의 외관상의 자전을 저지하는 오울덤링(Oidham ring)(10)에 의하여 구성되어 있다.

고정스크로울(6)은 원판모양의 단판(11)과 이 단판에 세워놓은 인벌류우트 곡선 혹은 이것과 유사한 곡선으로 형성되는 소용돌이 모양의 랩(12)과 단판(11)의 바깥둘레의 끝에 설치하여 프레임(5)에 고정되는 가장자리부(13)에 의하여 구성되어 있다.

회전스크로울(7)은 고정(6)의 가장자리부(13)의 내부에 위치하는 원판모양의 단판(14)과 이 단판에 세워 놓은 인벌류우트 곡선 혹은 이것과 유사한 곡선으로 형성되는 소용돌이 모양의 랩(15)과, 이 랩의 부착면의 반대쪽의 단판(14)의 면에 부착되어서 중간부재(9)를 회전이 자유롭게 지지하는 니이들 베어링(Needle Bearing) 축받이(16)에 의하여 구성되어 있다.

중간부재(9)에는 회전축(3)의 가이드(8)에 대하여 한쪽방향으로 이동가능하게 하는 안내홈(17)이 설치되어 있다.

중간부재(9)에는 이동방향과, 고정스크로울(6)의 랩(12)과 회전스크로울(7)의 랩(15)과의 접촉부에 일치하는 회전축(3)의 중심(A)과 중간부재(9)의 중심(B)을 잇는 원심력 방향과는 0〈α〈90°의 범위에서 기울어져 있다. (18)은 고정스크로울(6)의 중앙에 뚫어 설치된 배출구이다. 이와 같이 구성된 스크로울 압축기에 있어서 회전축(3)을 회전시키면, 중간부재(9)의 편심회전에 의하여 회전스크로울(7)은 원궤도 위를 공전운동하여, 고정스크로울(6)과 공동으로 유체를 랩(12)(15)의 외주로부터 빠져나와 서서히 압축하면서 중심으로 이동시켜 배출구(18)에서 배출시키도록 하고 있다.

공전운동을 하면서 유체를 압축하는 회전스크로울(7)은 회전축(3)의 가이드(8)에 끼워맞춰진 안내홈(17)에서 한쪽방향으로 이동이 가능하게 설치된 중간부재(9)로 회전축(3)의 회전에 대하여 편심량이 가변되도록 편심회전된다.

회전스크로울(7)을 편심회전시키는 중간부재(9)는 회전축(3)의 중심(A)과 중간부재(9)의 중심(B)을 연결하는 직선상으로 원심력 Fc가 작용한다. 이 원심력 Fc중간부재(9)의 안내홈(17)에 의한 이동방향으로 Fc cosα의 분력이 작용한다.

또한, 유체를 압축하는 것에 의해 접선방향의 힘 Fg와 지름방향 안쪽으로의 힘 Fr과는 각각 중간부재(9)의 안내홈(17)에 의한 이동방향의 반대쪽에 Fg Sinα와 Fr COSα로서의 분력이 작용한다. 그 때문에, 중간부재(9)의 편심량을 증가시키는 방향으로 작용하는 힘(F)은 다음의 식으로 산출된다.

F=Fc COSα-Fg Sinα-Fr COSα

이것으로부터, 고정스크로울(6)의 랩(12)에 회전스크로울(7)의 랩(15)을 밀어부치는 힘은 각도 α를 변화하는 것에 의해 자유롭게 조정된다. 그 때문에, 랩(12)(15)끼리의 클리어런스를 영(0)으로 하더라도, 이 랩의 접촉에 의한 동력손실과 내구성이 손상되지 않도록 하고 있다. 더구나, 가공정밀도를 높이지 않더라도 고정스크로울(6)과 회전스크로울(7)은 밀폐성이 향상된다.

또한, 전기한 설명에 있어서는 중간부재(9)를 회전스크로울(7)의 니이들 베어링 축받이(16)에 끼워넣도록 설명하였지만 제5도에 표시하는 바와 같이 회전스크로울(19)의 축(20)을 중간부재(21)에 끼워넣고, 그 중간부재의 바깥쪽으로 회전축(22)의 가이드(23)를 설치하도록 하여도 되는 것은 당연한 일이다.

이와 같이된, 본 발명의 스크로울 압축기는 회전축에 대해서 중간부재를 한쪽방향으로 미끄러져 움직이게 하여 이 중간부재로 회전스크로울의 원궤도의 반경을 변화할 수 있도록 하였기 때문에, 고정스크로울의 랩과 회전스크로울의 랩과의 닿는 면의 클리어런스를 영(0)으로 할 수 있으며, 밀폐성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

더구나, 회전스크로울에 작용하는 원심력의 방향에 대하여 중간부재의 이동방향을 0〈α〈90°의 범위로 기울어지게 하였기 때문에, 고정스크로울의 랩에 회전스크로울의 랩을 억누르는 힘을 조정할 수 있으며, 냉동능력의 향상을 도모하면서, 랩의 내구성을 향상할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 밀폐용기(1)내에 프레임(5)과, 이 프레임(5)의 양쪽에 설치된 압축요소(2)와, 전동요서(도시하지 않음)로 구성된 전동압축기의 본체를 수납하고, 이 전동압축기 본체는 단판(11)에 세워져 설치된 소용돌이체를 가진 고정스크로울(6)이고, 단판(14)에 세워져 설치된 소용돌이체를 가지며, 이 소용돌이체가 전기 고정 스크로울(6)의 소용돌이체와 각도를 빗나가게 하여 맞물려서 그들 사이에 폐쇄된 압축공간을 형성하도록 고정스크로울(6)과 포개맞춰진 회전스크로울(7)과, 이 회전스크로울(7)을 구동하는 전동요소의 회전축(3)과, 전기한 회전스크로울(7)을 고정스크로울(6)에 대하여 자전하지 않도록 원궤도 위를 공전시키는 오울덤링(10)을 구비하며, 전기한 회전스크로울(7)과 회전축(3)의 사이에는 전동요소의 회전력을 압축요소(2)에 전달하는 중간부재(9)가 설치되고 있는 스크로울 압축기에 있어서, 전기한 중간부재(9)에는 회전스크로울(7)을 회전이 가능하게 저지하는 지지부와, 전기한 회전축(3)과의 사이에서 한쪽방향으로 이동을 가능하게 하는 안내부가 설치되며, 또한 전기한 회전축(3)에 대한 중간부재(9)의 가동방향과, 회전축(3)의 중심과, 이 중심으로부터 원궤도의 반경만큼 떨어진 회전스크로울(7)의 중심을 잇는 선의 방향을 0〈α〈90°의 범위로 기울어지게 한 것을 특징으로 하는 스크로울 압축기.

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