KR930008348B1 - 스크롤 유체기계 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스크롤 유체기계

제 1 도는 본 발명의 한 실시예에 따른 스크롤압축기의 종단면도.

제 2a, b, c, d 도는 그 작동원리를 나타내는 각 상태의 관계도.

제 3 도는 종래의 스크롤압축기의 한예의 요부분해 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 올댐링(Oldhams ring) 6 : 가동스크롤

8 : 크랭크축 9 : 고정스크롤이다.

본 발명은 스크롤유체기계, 특히 냉매압축기 등에 사용되는 스크롤압축기 또는 스크롤진공펌프 등의 스크롤유체기계에 관한 것이다.

본 발명은, 한쌍의 와권체(渦券體)를 각각의 중심위치에서 약간 튼 위치에서 서로 맞물리게 하고, 상대적인 원운동(공정운동)을 이루게 하며 양 와권체 사이에 형성되는 밀폐공간을 이동시켜가면서 그 용적을 변화시키는 구성의 스크롤유체기계에 관하여, 특히 한쌍의 와권체를 각각 소정의 중심위치에 유지시키는 자전방지기구의 일종인 올댐커플링의 슬립커플링요소인 올댐링의 개량에 관한 것이다.

이와같은 종류의 스크롤유체기계에 관한 원리를 옛날부터 공지의 것이나, 제 2 도를 참조하여 스크롤압축기의 경우에 대해 그 원리를 설명한다.

제 2a, b, c, d 도는 각각 그 요부가 각 상태에 있어서의 관계를 나타내는 도면이다.

2개의 와권체(1), (2)를 각각 그의 중심위치를 약간씩 틀어 서로 맞물리도록하는 상태로 배치하면, 도시하는 바와같이 양 와권체(1), (2)사이에는 이들 상호간의 접촉부와 와권체측벽의 접촉부로 이루어지는 이동해가는 한정된 밀폐공간(3)이 형성된다. 지금, 한쪽의 와권체(1)의 중심 O'가 다른쪽의 와권체의 중심 O의 주위를 반경 O-O'로써 공전하도록, 와권체(1)의 자전을 금지하면서 회전동작시키면, 한정된 밀폐공간(3)의 용적은 서서히 감소한다.

즉, (a)도의 상태에서 와권체(1)의 공전각이 90°, 180°, 270°회전할 경우, (b), (c), (d)도에 각각 나타나있는 바와같이, 밀폐공간(3)의 용적은 서서히 감소하고, 360°회전 한 상태의 (a)도에서는 양 공간은 중앙부에서 연통되고, 또 90°식 이동시킨 (b), (c), (d)도의 각각에 나타낸 바와같이, 밀폐공간은 좁아져, (d)도에 있어서는 거의 0이 된다. 이와같은 과정에서, (b)도에 있어서 벌어지기 시작한 각각의 외측의 공간이 (c), (d)도로부터 (a)도에 이동하는 과정에서 새로운 유체를 끌어들이는 밀폐공간을 만들다.

따라서, 각 와권체(1), (2)의 축방향 양단을 실(Seel)시킨 측면판을 설치하고, 한쪽의 측면판의 중앙부에 (a)도에 나타나 있는 토출구멍(4)를 뚫어 놓면, 경방향 외측으로부터 끌여들여진 유체가 압축되어 토출구멍(4)를 통해서 토출되게 된다. 또, 역방향으로 회전시키면 중앙의 구멍이 흡입구멍으로 역할하여 진공펌프로써 동작시킬 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 원리에 따른 스크롤유체기계에 있어서, 한쪽의 와권체에 대해 원궤도상을 공정운동하면서 밀폐공간을 형성하는 가동스크롤부재의 자전운동을 방지하면서, 2개의 와권체를 소정의 위치에 유지시키는 자전방지기구의 1종인 상기의 올댐링의 개량을 목적으로 한 것이다.

이와같은 종류의 올댐링의 구조는, 그 예로서 일본국 특개소 52-107284호 공보에 개시된 바와같이 공지의 것이 있다. 이의 요부분해사시도(일부파단)로서 나타낸 제 3 도에 있어서, 5는 올댐링, 5a, 5b는 각각 올댐링의 반대면상에 각각이 이 링과 직교방향으로 볼록하게 붙어 있는 각각 한쌍식의 돌기부, 6은 가동스크롤, 6a, 6b는 각각 가동스크롤(6)의 각 올댐링 돌기부에 대한 홈부 7은 고정스크롤이 일체화된 베어링부재, 7a, 7b는 각각 베어링부재(7)의 각 올댐링돌기부에 대한 홈부, 8은 크랭크축이다.

가동스크롤(6)과 올댐링(5)는, 각 돌기부에 대한 홈부(6a), (6b)와 각 돌기부(5a), (5a)가 끼워맞춰지고, 또 베어링부재(7)의 돌기부에 대한 홈부(7a), (7b)에 대해서도 올댐링의 각 돌기부(5b), (5b)가 끼워맞춰짐으로 인하여 가동스크롤(6)의 베어링부재(7)에 대한 위치가 결정되고 또 가동스크롤(6)의 자전운동이 방지된다.

그러나 여기서, 종래의 스크롤유체기계의 올댐링은 상기와 같은 형상으로 구성되어 있기에, 와권체의 위치의 정밀도를 확보하기 위해서는, 각 돌기부 상호간의 직각도, 직선도, 평행도 등의 위치의 정밀도와, 각 돌기부의 폭의 치수의 정밀도, 링에 대한 돌기부의 직각도 등에는 지극히 엄격한 정밀도가 요구되어 각 돌기부측면의 기계가공이 요구되기 때문에 높은 제작원가의 원인이 되고 있었다. 또, 올댐링의 왕복미끄럼운동에 의해 발생하는 관성력이나 불평형진동 등을 감소시키기 위해 올댐링을 경량화시킬 필요가 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 예에 있어서의 문제점을 해소시키기 위해 이루어진 것으로, 경량이고 실제사용에 지장없는 강도, 내마모성을 갖고 낮은 제작원가의 올댐링을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 그리하여, 본 발명에 관한 스크롤유체기계의 올댐링은, 스크롤유체기계의 실제운동상태에 있어서의 사용환경하에서 충분한 내열성, 내냉매성, 내유성, 내마모성, 강도 등을 갖는 것이 필요하고, 예로서 폴리페니렌설파이드등 기타의 열가소성수지를 사용하여 사출성형시켜 구성하도록함으로써 상기의 목적을 달성코자 발명된 것이다.

이상과 같은 본 발명의 구성에 의해, 이런 종류의 올댐링은 사출성형에 의해 고정밀도의 성형가공이 가능해지고, 돌기부등에 대한 기계가공의 필요없게 되어 값싸게 제작할 수 있게 되었다. 또, 재료가 수지이므로 비중이 종래의 금속재료에 비하여 훨씬 작고 경량화가 용이하게 실현될 수 있다.

다음에는, 본 발명을 실시예에 따라 설명한다.

제 1 도에, 본 발명에 관한 밀폐형스크롤압축기의 한 실시예의 종단면도를 나타냈으며, 상기 종래의 예를 나타낸 제 3 도에 있어서와 동일(또는 상당)한 구성요소는 동일 부호를 사용하여 나타냈다. 5는 후술하는 재료를 사용한 올댐링, 6은 가동스크롤, 6c는 그 와권체, 7은 베어링부재, 8은 크랭크축, 9는 고정스크롤, 9a는 그 와권체, 10은 모터의 모터, 11은 스테이터, 12는 밀폐용기, 13은 흡입관, 14는 토출관이다.

가동스크롤(7)은 올댐링(5)를 사이에 두고 베어링부재(7)에 대해 위치결정이 이루어져 배치되고, 조립시에는 리머구명(도시생략)등에 의해 베어링부재(7)에 대해 위치결정이 된 고정스크롤(9)와의 사이에 폐쇄된 공간을 형성한다.

로터(10)와 스테이터(11)에 의해 구동되는 크랭크축(8)은 가동스크롤(6)에 대해 회전동력을 전달하나, 올댐링(5)에 의해 자전운동이 제지되어 있으므로, 원궤도상의 공전운동만을 하게되고, 상기의 폐색공간을 이동시켜 가면서 압축작용을 행한다. 이와같은 원리에 따라, 흡입관(13)에서 밀폐용기(12)속으로 딸려들어간 냉매가스는 스크롤압축실을 거쳐서 토출관(14)로 토출된다.

본 발명에 있어서는, 이상과 같은 구조에 있어서, 가동스크롤부재(6)의 자전을 방지하기 위한 올댐링(5)를, 후술하는 제 1 표에 나타나 있는 바와같은 실제사용환경에 있어서 충분한 내열성, 내냉매성, 내유성, 내마모성과 충분한 강도를 갖는 열가소성수지를 사용하여 형성하였으므로 그 중량을 경감시킬 수 있다. 이와같은 결과로 왕복운동질량을 적게할 수 있으므로 압축기운전시의 진동도 저감시킬 수 있다.

또, 수지재료에 대한 첨가제로서, 예를들어 탄소섬유, 유리섬유 또는 티탄산칼륨휘스커 등의 섬유강화재료를 첨가함으로써 재료의 강도를 강화시킬 수 있으며, 사용수지량을 저감시켜 보다 경량의 올댐링을 얻을 수 있다.

또, 고체윤활제를 첨가시킴으로써 올댐링의 돌기부 및 돌기부에 대한 홈부의 미끄럼마찰을 저감시켜 마찰손실에 의한 동력손실을 저감시키고, 또 돌기부 및 돌기부에 상대되는 홈부의 마모를 저감시킬 수 있게 된다. 제 1 표에 본 발명에 따른 올댐링 제작용 수지재료, 및 유리섬유 30중량%를 함유한 수시재료의 재료특성을 나타냈다. 상기와 각 재료특성은 스크롤유체기계를 실제운전하는 사용환경하에서 재료에 요구되는 조건을 만족시키는 것들이다.

또, 첨가제로서의 탄소섬유, 티탄산칼륨휘스커에 있어서도, 유리섬유와 동등한 효과를 나타내는 특성을 갖고 있음이 알려져 있다. 내냉매성 실험방법 ; SUS 316제의 내압용기(용적 2.000cc)를 사용, 시험매체 및 냉매(R-22) 및 냉동기유를 봉입한 다음, 일정온도 150c로 유지된

[표 1]

( ) 유리섬유 30중량% 함유수지

항온조 중에 5일간 방치하고, 그 다음의 성상을 확인함으로써, 시험매체의 내냉매성 및 내유성을 평가하였다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 따르면 스크롤유체기계의 올댐링을 내열성, 내냉매성, 내유성과 충분한 강도를 갖는 특정한 열가소성수지를 사용 사출성형하도록 구성한 것이므로, 올댐링을 경량화시킬 수 있고, 저렴한 제조원가로 고정밀도와 내구성을 갖도록 하는 효과의 향상을 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 와권체를 갖는 고정스크롤부재와, 이 고정스크롤과 조합된 가동스크롤부재와, 이 가동스크롤부재를 원궤도상에서 공전운동시켜 상기 고정스크롤부재와의 사이로 이동하는 선접촉부를 이루도록 하여, 폐색공간을 형성시키기 위한 구동수단과, 상기 양 스크롤부재를 각각 소정위치에 보지시키기 위한 자전방지기구로서의 올댐링을 갖춘 스크롤유체기계에 있어서, 이 올댐링이 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤, 전(全)방향족 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리알릴설폰, 폴리에테르설폰, 폴리에테르이미드 폴리옥시벤지렌, 폴리케톤설파이드, 폴리지오에테르설폰 및 폴리알리레이드 등의 열가소성수지재료 중에서 적어도 1종으로 사출성형된 것을 특징으로 하는 스크롤유체기계.

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