KR930007673Y1

KR930007673Y1 - Scroll compressor

Info

Publication number: KR930007673Y1
Application number: KR2019910004781U
Authority: KR
Inventors: 김중현
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1993-11-12
Also published as: KR920019788U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Balancing Device of Scroll Compressor

제 1 도는 통상적인 스크롤 압축기의 구성을 보인 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a conventional scroll compressor.

제 2 도는 종래 기술에 의한 밸런스 웨이트의 구성을 보인 부분절결 사시도.2 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of a balance weight according to the prior art.

제 3 도는 통상적인 스크롤 압축기의 선회스크롤에 작용하는 모든 힘을 보인 작용도.3 is an action diagram showing all the forces acting on the turning scroll of a conventional scroll compressor.

제 4 도는 제 3 도의 선회스크롤에 작용하는 힘의 총합력이 Fsbc의 방향을 보인 작용도.4 is an action diagram showing the total force of the forces acting on the turning scroll of FIG. 3 showing the direction of Fsbc.

제 5 도는 통상적인 스크롤 압축기에 의한 구동축의 회동각도에 따른 총합력 (Fsbc)의 크기 및 방향의 변화를 보인 그래프.5 is a graph showing changes in magnitude and direction of the total sum of forces Fsbc according to the rotational angle of a drive shaft by a conventional scroll compressor.

제 6 도는 본 고안에 의한 밸런싱장치의 구성을 보인 부분절결 사시도.Figure 6 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of the balancing device according to the present invention.

제 7 도는 제 6 도의 구성을 보인 종단면도.7 is a longitudinal sectional view showing the configuration of FIG.

제 8a 도는 총합력과 밸런스 웨이트가 평형을 이룬 상태로, (b)는 종래 총합력의 방향이 변경되어 밸런스 웨이트와 불평형으로 된 상태도, (c)는 본 고안에 의하여 총합력 방향의 변경에 따라 밸런스 웨이트의 방향이 변형되어 평형을 이룬 상태도.8a is a state in which the sum total balance and the balance weight are in equilibrium, (b) is a state in which the direction of the total sum is changed and the balance weight is unbalanced, and (c) is a change in the sum total direction direction according to the present invention. The balance weight is deformed and balanced.

제 9 도는 본 고안의 작동관계를 도시한 벡터선도.9 is a vector diagram showing the operating relationship of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

6 : 선회스크롤 7 : 구동축6: turning scroll 7: driving shaft

15 : 밸런스 웨이트 15a : 환상고리부15: balance weight 15a: annular ring portion

15b : 안내장공 21 : 걸림핀15b: Announcer 21: Hanging pin

본 고안은 스크롤 압축기의 밸런싱(balancing)장치에 관한 것으로, 특히 구동축에 밸런스 웨이트를 소정각도만큼 회동가능하게 설치하여 선회스크롤에 작용하는 총합력(Fsbc)의 방향이 구동축의 회전각도에 따라 조금씩 변할 경우, 이를 효과적으로 상대시킴으로써 진동을 감소시킬 수 있게 한 스크롤 압축기의 밸런싱장치에 관한 것이다.The present invention relates to a balancing device of a scroll compressor, and in particular, the balance weight is installed on the drive shaft so as to be rotatable by a predetermined angle so that the direction of the total force (Fsbc) acting on the turning scroll may change slightly depending on the rotation angle of the drive shaft. In this case, the present invention relates to a scroll compressor balancing device that can reduce vibration by effectively dealing with it.

통상적인 스크롤 압축기는 제 1 도에 도시한 바와같이, 쉘(1)의 내부에 압축기구부(2)와 전동기구부(3)를 수납하고 있으며, 유체통로는 그 쉘(1)의 벽을 관통하여 외부기가 예를들면, 냉동장치에 있어서의 증발기 또는 응축기와 흡입파이프(4)로 접속되어 있다. 상기 압축기구부(2)는 고정스크롤(5)과, 이에 맞물리는 선회스크롤(6)과, 이 선회스크롤(6)을 구동하는 구동축(7)과, 구동축(7)을 지지하는 동시에 선회스크롤(6)을 수납하는 메인프레임(8)등으로 구성되어 있으며, 상기 고정스크롤(5) 및 선회스크롤(6)의 소용돌기 형상의 랩(5a)(6a)은 수직으로 세워져 있고, 인벌류트 또는 인벌류트에 가까운 곡선으로 형성되어 있다.The conventional scroll compressor, as shown in FIG. 1, houses the compression mechanism part 2 and the electric mechanism part 3 inside the shell 1, and the fluid passage penetrates the wall of the shell 1. The external unit is connected to, for example, an evaporator or a condenser and a suction pipe 4 in the refrigerating device. The compression mechanism (2) supports a fixed scroll (5), a swing scroll (6) engaged therewith, a drive shaft (7) for driving the swing scroll (6), and a swing scroll (7) while supporting the drive shaft (7). 6) and the main frame (8) for accommodating, the helical protrusion (5a) (6a) of the spiral projection of the fixed scroll (5) and the revolving scroll (6) is standing vertically, involute or involute It is formed in a curve close to the lute.

상기 선회스크롤(6)과 프레임(8) 또는 고정스크롤(5)의 사이에는 선회스크롤 (6)의 자전을 지지하는 자전방지 부재인 올덤링(9)이 설치되어 있으며, 상기 선회스크롤(6)에는 구동축(7)의 편심축부(7a)가 편심부시(10)의 개재하여 결합되어, 구동축(7)의 회전으로 선회스크롤(6)을 자전하는 경우가 없이 선회운동을시켜 고정스크롤(5) 및 선회스크롤(6)에 의하여 형성되는 압축실(12)내의 가스를 압축시킨 후 토출파이프(11)를 통하여 쉘(1)의 외부로 토출시키도록 되어있다.Between the swinging scroll 6 and the frame 8 or the fixed scroll 5, the oldham ring 9, which is an anti-rotation member for supporting the rotation of the swinging scroll 6, is installed. The eccentric shaft portion 7a of the drive shaft 7 is coupled to the eccentric bush 10 through the eccentric bush 10, so that the rotating scroll 6 is rotated without rotating the swing scroll 6 by the rotation of the drive shaft 7. And after compressing the gas in the compression chamber 12 formed by the turning scroll 6, the gas is discharged to the outside of the shell 1 through the discharge pipe 11.

또한, 상기 전동기구(2)는 구동축(7)에 결합고정되는 회전자(13)와, 상기 쉘(1)의 내주벽에 고정되는 고정자(14)로 되어 있다.In addition, the transmission mechanism 2 is composed of a rotor 13 coupled to the drive shaft 7 and a stator 14 fixed to an inner circumferential wall of the shell 1.

한편, 상기 바와같은 통상적인 스크롤 압축기에 있어서, 구동축(7)이 회전됨에 따라 구동축(7)의 중심에 대하여 편심지게 고정된 편심축부(7a)에 결합되어 있는 선회스크롤(6)은 선회스크롤(6)의 무게를 m, 편심거리를 r, 구동축(7)의 회전각속도를 ω라할때 mrω2의 원심력을 받게 되며, 이와같은 원심력으로 인한 과다한 베어링부의 하중을 막고 진동을 감소시키기 위하여 구동축(7)을 중심으로 선회스크롤(6)의 반대편, 즉 편심측부(7a)의 반대편에 mr=mBs 11;rB를 반족시키는 무게 mB 구동축(7)의 중심으로부터의 무게 중심거리 rB를 갖는 밸런스 웨이트(balance weight)(15)의 고정구조를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, in the conventional scroll compressor as described above, as the drive shaft 7 is rotated, the turning scroll 6 coupled to the eccentric shaft portion 7a fixedly eccentric with respect to the center of the drive shaft 7 is a turning scroll ( 6) The weight of m, the eccentricity of r, the rotational angular velocity of the drive shaft 7 is ω, and receives the centrifugal force of mrω2. To prevent the excessive load of the bearing due to the centrifugal force and reduce the vibration, the drive shaft 7 A balance weight having a center of gravity distance rB from the center of the weight mB drive shaft 7 which satisfies mr = mBs 11; rB on the opposite side of the turning scroll 6, ie on the opposite side of the eccentric side 7a. When described with reference to the accompanying structure of the fixed structure 15) as follows.

제 2 도에 도시한 바와같이 구동축(7)의 상단부에 형성된 큰 직경의 고정부 (7b)에 밸런스 웨이퍼(15)의 환상고리부(15a)가 압입고정된 구조로서, 통상 밸런스 웨이트(15)의 고정방법으로는 상기한 바와같은 압입고정식 이외에 전동기구부(3)의 회전자(13)에 일체형으로 부착고정하거나, 또는 구동축(7)의 회전자(13)에 일체형으로 부착고정하거나, 또는 구동축(7)에 일체형으로 부착고정하는 방법이 알려지고 있다.As shown in FIG. 2, the annular ring portion 15a of the balance wafer 15 is press-fitted and fixed to the large diameter fixing portion 7b formed at the upper end portion of the drive shaft 7, and usually the balance weight 15 As a fixing method of the above, in addition to the press-fit fixed type as described above, it can be fixed integrally attached to the rotor 13 of the power mechanism unit 3, or fixedly attached to the rotor 13 of the drive shaft 7, or the drive shaft A method of integrally fixing and fixing to (7) is known.

최근에 들어서는 상기한 선회스크롤(6)의 원심력 뿐만 아니라 압축공정시 압축되는 가스로부터 선회스크롤(6)이 받는 반작용력까지 고려하여 선회스크롤(6)에 작용하는 총합력의 벡터를 계산한 다음 이에 상응하는 밸런스 웨이트(15)를 설계하는 방법이 알려지고 있다.Recently, the vector of the total combined force acting on the turning scroll 6 is calculated by considering not only the centrifugal force of the turning scroll 6 but also the reaction force of the turning scroll 6 from the gas compressed during the compression process. It is known how to design the corresponding balance weight 15.

상기한 방법을 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.The above-described method will be described with reference to the accompanying drawings.

제 3 도는 선회스크롤(6)에 작용하는 모든힘을 보인 것으로, m은 고정스크롤(5)의 중심, f는 선회스크롤(6)의 중심, ω는 회전각속도, θ는 구동축(7)의 회전각, Fpt는 압축되는 가스로 인하여 선회스크롤(6)에 접선방향으로 작용하는 힘, Fpr은 압축되는 가스로 인하여 선회스크롤(6)에 반경 방향으로 작용하는 힘, Fisc는 선회스크롤(6)에 작용하는 원심력, Fit는 선회스크롤(6)에 작용하는 접선방향의 원심력을 각각 보인 것이고, 이때 선회스크롤(6)에 작용하는 힘들의 총합력은 Fsbc로 표시할 수 있으며, 상기한 Fsbc의 크기 및 벡터 방향각도(θ)는 제 4 도에 도시한 바와같다.3 shows all the forces acting on the turning scroll 6, m is the center of the fixed scroll 5, f is the center of the turning scroll 6, ω is the rotational angular velocity, θ is the rotation of the drive shaft 7 Fpt is the force acting tangentially on the swinging scroll 6 due to the gas being compressed, Fpr is the force acting radially on the swinging scroll 6 due to the gas being compressed, Fisc is applied to the swinging scroll 6 Centrifugal force acting, Fit shows the tangential centrifugal force acting on the turning scroll 6, respectively, wherein the total force of the forces acting on the turning scroll 6 can be expressed as Fsbc, and the size and The vector direction angle θ is as shown in FIG.

그러나 상기한 바와같은 종래의 기술에 의하면, 선회스크롤(6) 자체의 원심력 뿐만 아니라 압축실(12)의 내부에서 압축되는 냉매 가스로부터의 반작용력에 의하여 총합력(Fsbc)의 벡터방향이 제 5 도의 A부에 도시한 바와같이, 구동축(7)의 회전각도에 따라 다소 변하게 된다.However, according to the related art as described above, the vector direction of the total sum force Fsbc is not only caused by the centrifugal force of the turning scroll 6 itself but also by the reaction force from the refrigerant gas compressed in the compression chamber 12. As shown in part A of the figure, the angle varies slightly depending on the rotational angle of the drive shaft 7.

즉, 제 8 도의 (a)에 도시한 바와같이, 밸런스 웨이트(15)의 무게와 총합력 (Fsbc)의 평형이 유지된 상태에서 (b)에 도시한 바와같이, 총합력(Fsbc)의 벡터 방향이 변경될 경우에는 구동축(7)에 밸런스 웨이트(15)가 일체로 고정되어 있으므로 언밸런싱력이 발생하게 됨으로써 진동에 효과적으로 방지하지 못하는등 밸런싱 동작이 원활하지 못하게 되는 문제점이 있었다.That is, as shown in (a) of FIG. 8, the vector of the total force Fsbc, as shown in (b), with the balance of the weight of the balance weight 15 and the total force Fsbc maintained. When the direction is changed, since the balance weight 15 is integrally fixed to the drive shaft 7, there is a problem in that the balancing operation is not smooth, such as the unbalanced force is generated, thereby preventing the vibration effectively.

본 고안은 상기한 바와같이 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 구동축에 밸런스 웨이트를 소정각도 만큼 회동가능하게 설치하여, 총합력 (Fsbc)의 벡터방향이 변환될 경우 밸린스 웨이트도 소정각도로 회동됨으로써 가변적인 언밸런싱력(unbalancing force)에 대하여 효과적으로 밸런싱 동작을 수행할 수 있도록 구성한 것인 바, 이하 본 고안은 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.The present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and the balance weight is rotatably installed by a predetermined angle on the drive shaft, so that the balance weight is also a predetermined angle when the vector direction of the total force Fsbc is changed. It is configured to effectively perform a balancing operation for the variable unbalancing force by rotating to the bar, the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

제 6 도는 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 밸런싱장치 구성을 보인 부분절결 사시도이고, 제 7 도는 제 6 도의 구성을 보인 종단면도로서, 이에 도시한 바와같이 구동축(7)의 고정부(7b)에 환상고리부(15a)를 갖는 밸런스 웨이트(15)를 소정각도로 회동가능하게 설치하여 구성한 것이다.FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of a balancing apparatus of a scroll compressor according to the present invention, and FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of FIG. The balance weight 15 having the ring portion 15a is rotatably provided at a predetermined angle.

도면중 미설명 부호 7a는 편심축부를 보인 것이다.In the figure, reference numeral 7a shows an eccentric shaft.

이들 보다 상세하게 설명하면, 상기 구동축(7)의 고정부(7b) 외주면에 소정깊이의 고정홈(7c)을 형성하며, 그 고정홈(7c)에 걸림핀(21)를 고정하고, 상기 밸런스 웨이트(15)의 환상고리부(15a) 외주면에는 상기 구동축(7)의 걸림핀(21)이 삽입안내 되도록 소정길이를 갖는 안내장공(15b)을 형성하며, 선회스크롤(6)(제 1 도 참고)에 작용하는 총합력(Fabc)의 벡터방향 변화에 따라 밸런스 웨이트(15)가 안내장공(15b)의 각도만큼 회동되도록 한 것이다.In more detail, the fixing groove 7c having a predetermined depth is formed on the outer circumferential surface of the fixing portion 7b of the drive shaft 7, the locking pin 21 is fixed to the fixing groove 7c, and the balance On the outer circumferential surface of the annular ring portion 15a of the weight 15, a guide hole 15b having a predetermined length is formed so that the locking pin 21 of the drive shaft 7 is inserted and guided, and the turning scroll 6 (FIG. 1) The balance weight 15 is rotated by the angle of the guide hole 15b according to the change in the vector direction of the total force Fabc acting on the reference body).

상기한 바와같이 구성되는 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 밸런싱장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effect of the balancing device of the scroll compressor according to the present invention configured as described above are as follows.

본 고안에 의한 스크롤 압축기는 선회스크롤(6)이 회전할 경우, 압축되는 냉매가스로부터의 반작용력을 포함한 선회스크롤(6)에 작용하는 힘은 제 5 도에 도시한 바와같이 구동축(7)의 회전각도에 따라 다소 변화가 있는바, 특히 압축된 냉매가스가 고정스크롤(5)의 최대측 중심부에 있는 토출공을 통하여 토출되기 시작하는 순간의 주도, 즉 토출개시각에서는 비교적 큰폭으로 변화하게 되며, 따라서 이와같은 가스력과 원심력의 합력인 선회스크롤(6)에 작용하는 총합력(Fabc) 벡터의 방향도 약간 변화하게 된다.In the scroll compressor according to the present invention, when the swing scroll 6 rotates, the force acting on the swing scroll 6 including the reaction force from the refrigerant gas to be compressed is as shown in FIG. There is a slight change according to the rotation angle. Especially, the compressed refrigerant gas changes relatively large at the start of the moment when the compressed refrigerant gas starts to be discharged through the discharge hole at the center of the maximum side of the fixed scroll (5). Therefore, the direction of the total force Fabc vector acting on the turning scroll 6, which is the sum of the gas force and the centrifugal force, changes slightly.

이때, 구동축(7)의 고정부(7b)에 밸런스 웨이트(15)가 소정각도로 회동가능하게 설치되어 있고, 상기 구동축(7)의 걸림핀(21)은 밸런스 웨이트(15)의 안내장공(15b)에 삽입되어 있으므로 제 8c 도에 도시한 바와같이, 총합력(Fabc)의 벡터방향 변화에 따라 밸런스 웨이트(15)가 소정의 각도로 회동되어 밸런스 웨이트 (15)힘의 방향도 동시에 변화됨으로써 가변적인 언밸런싱력(unbalancing force)에 대하여 효과적으로 밸런싱 동작을 수행하게 되는 것이다.At this time, the balance weight 15 is rotatably installed at a predetermined angle on the fixing portion 7b of the drive shaft 7, and the locking pin 21 of the drive shaft 7 is a guide hole of the balance weight 15. As shown in FIG. 8C, the balance weight 15 is rotated at a predetermined angle in accordance with the change in the vector direction of the total force Fabc, so that the direction of the force of the balance weight 15 is also changed at the same time. The balancing operation is effectively performed for the variable unbalancing force.

이를 제 9 도에 도시한 벡터선도에 따라서 설명하면 다음과 같다.This will be described according to the vector diagram shown in FIG.

제 9a 도는 선회스크롤(6)에 작용하는 힘의 총합력(Fabc)와 밸런스 웨이트(15)에 의하여 구동축(7)에 대하여 직각으로 작용하는 힘(Fbw)가 평형을 이루는 상태를 도시한 것이며, 이 경우에는 구동축(7)에 직각방향으로 작용하는 힘이 평형을 이루기 때문에 진동이 대폭 감소된다.9a shows a state in which the total force Fabc of the force acting on the turning scroll 6 and the force Fbw acting at right angles to the drive shaft 7 are balanced by the balance weight 15, In this case, since the force acting at right angles to the drive shaft 7 is in equilibrium, the vibration is greatly reduced.

이 상태에서 선회스크롤(6)에 작용하는 힘의 총합력(Fabc)의 방향이 제 9b 도와 같이 변경되면 이 총합력(F'sbc)과 밸런스 웨이트(15)에 의한 힘(Fbw)에 각각 평행한 선(a, b)이 만나는 꼭지점 방향으로 합력(Fa)이 발생된다.In this state, when the direction of the total force Fabc of the force acting on the turning scroll 6 is changed as shown in the 9th degree, it is parallel to the total force F'sbc and the force Fbw by the balance weight 15, respectively. A force Fa is generated in the direction of the vertex where one line a, b meets.

여기서 총합력(F'sbc)와 힘(Fbw)의 다른 분력(힘 Fa에 직각방향의 분력)은 서로 상쇄된다.Here, the total force F'sbc and the other components of the force Fbw (components perpendicular to the force Fa) cancel each other out.

이 합력(Fa)는 구동축(7)을 그 방향으로 이동시키려고 하나 주위의 구조물에 막혀 이동이 불가능하므로 제 9c 도와 같이 이에 반대방향으로 반력(F'a)이 발생된다.Since the force Fa is blocked by a structure around one in order to move the drive shaft 7 in that direction, the reaction force F'a is generated in the opposite direction as shown in FIG. 9C.

이때 상기 밸런스 웨이트(15)는 구동축(7)에 대하여 회전가능하게 설치되어 있으므로 제 9d 도와 같이 사이기 반력(F'a)에 의하여 화살표 "A"방향으로 회전하여 선회스크롤(6)에 작용하는 힘의 총합력(F'sbc)과 밸런스 웨이트(15)에 의한 힘(F'bw)이 다시 평형을 이루게 되는 것이다.At this time, since the balance weight 15 is rotatably installed with respect to the drive shaft 7, the balance weight 15 is rotated in the direction of arrow "A" by the counter reaction force F'a as the ninth diagram and acts on the turning scroll 6. The total force (F'sbc) of the force and the force (F'bw) by the balance weight 15 is to be balanced again.

이상에서 설명한 바와같은 본 고안은 구동축에 밸런스 웨이트를 소정각도만큼 회동가능하게 설치함으로써 비록 그 양이 크지는 않지만 크기 및 방향이 가변적인 선회스크롤에 작용하는 힘을 기존의 고정식 밸런스 웨이트의 경우보다 언밸런싱력을 효과적으로 상쇄시킴으로써 진동을 감소시키는등의 밸런싱 동작을 보다 원활하게 수행하는 효과가 있다.The present invention as described above, by installing the balance weight on the drive shaft to be rotated by a predetermined angle, although the amount is not large, the force acting on the rotating scroll of variable size and direction is compared with the conventional fixed balance weight. By effectively canceling the balancing force, there is an effect of more smoothly performing the balancing operation such as reducing the vibration.

Claims

The annular ring portion 15a of the balance weight 15 is fitted to a predetermined portion of the drive shaft 7, and the annular ring portion 15a is pivotally mounted at a predetermined angle with respect to the drive shaft 7. And a balance weight (15) rotated in accordance with the change in the vector direction of the total force (Fsbc) acting on (6).

According to claim 1, wherein the locking pin 21 is fixed to the outer peripheral surface of the drive shaft (7), the locking ring (15a) the outer peripheral surface of the annular ring portion 15a of the balance weight 15 is rotatably coupled to the drive shaft (7) Balancing device of the scroll compressor, characterized in that the pin 21 is formed circumferential guide hole (15b) is guided insertion.