KR930008487B1 - 스크롤 압축기의 실링장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스크롤 압축기의 실링장치

제 1 도 내지 제 4 도는 종래 스크롤 압축기의 실링장치를 설명하기 위한 도면으로서,

제 1 도는 스크롤 압축기의 종단면도.

제 2 도는 스크롤부 확대도.

제 3 도 및 제 4 도는 가스누설현상을 설명하기 위한 스크롤부 단면도 및 평면도.

제 5 도 내지 제 9 도는 본 발명에 의한 실링장치를 보인 것으로,

제 5 도는 본 발명의 일 실시예를 보인 평면도.

제 6 도는 본 발명의 다른 실시예를 보인 평면도.

제 7 도는 제 5 도의 A-A선 단면도.

제 8 도는 제 7 도의 부분 확대도.

제 9 도는 바이메탈스프링을 발췌하여 보인 부분 사시도.

제 10 도 (a) (b)는 본 발명에 의한 실링장치의 작용 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스크롤 1a : 선회스크롤

1b : 고정스크롤 15 : 평판

16 : 랩 20 : 실링홈

20a : 스프링 삽입홈 21 : 바이메탈 스프링

21' : 바이메탈 스프링편 22 : 실링부재

본 발명은 스크롤 압축기의 실링장치에 관한 것으로, 특히 압축실 누설방지를 위한 실링부재를 바이메탈 스프링의 탄성력에 의해 스크롤평판에 밀착시키어 실링(sealing)하도록 함으로써, 실링력을 향상하도록한 실링장치에 관한 것이다.

일반적인 스크롤 압축기는 제 1 도 및 제 2 도에 도시되어 있으며, 도면에서 1은 스크롤을 표시하고 1a, 1b는 선회스크롤과 고정스크롤을 각각 표시한 것이다. 그리고 2은 압축실, 3은 토출구를 각각 보인 것이고, 0, 0'는 고정스크롤(1b)과 선회스크롤(1a)의 중심을 각각 보인 것이다.

상기 선회스크롤(1a)과 고정스크롤(1b)은 동일 형상의 와권으로 이루어져 있고 그 형체는 인볼류트(involute) 또는 원호를 조합한 것이다. 상기 고정스크롤(1b)은 공간에 대하여 정지하고 있으며, 선회스크롤(1a)은 고정스크롤(1b)과 맞물리고 공간에 대하여 선회운동(orbiting motion)을 행하도록 되어 있다.

또한 부호 4는 모터를 표시한 것으로 그 모터(4)의 로터에 일체로 결합된 주축(5)의 중심은 선회스크롤(1a)의 중심(0')과 편심된 상태로서 편심베어링(6)에 의해 모터(4)의 회전력을 선회스크롤(1a)에 전달하게 되고 선회스크롤(1a)은 그의 지면과 프레임(7)사이에 삽입된 올담링(8)에 의해 자전이 방지되면서 고정스크롤(1b)과의 상대운동을 하게 되고 선회스크롤(1a)의 선회운동에 의해 양쪽스크롤(1a)(1b) 사이에 형성된 압축실(2)의 용적이 줄어들어 흡입관(9)으로부터 유입된 냉매가스를 압축하여 토출챔버(10)를 거쳐 토출관(11)으로 보내게 된다.

이와 같은 스크롤 압축기는 미국특허 USP 4,764,096호등에 공지된 것이므로 더 구체적인 설명은 생략하기로 하고 이와 종래 스크롤압축기에서 발생하는 가스누설에 대하여 설명하겠다.

제 3 도는 종래 스크롤 압축기의 가스누설 현상을 설명하기 위한 스크롤부의 부분단면도이고, 제 4 도는 스크롤부의 평면도로서, 이 제 3 도 및 제 4 도를 참조하면 종래 스크롤 압축기는 압축실(2)을 구성하는 선회스크롤(1a)과 고정스크롤(1b)의 상대적 위치가 고정되어 있지 않고 압축기 부품의 가공공차, 조립공차, 가스압력등에 의해 틈새가 반드시 발생하고 이틈새로 가스의 누설이 생겨서 압축기의 효율이 저하된다. 이러한 가스의 누설은 제 3 도(a)에 도시한 바와 같이 한쌍 스크롤(1)의 랩(16)사이에 생기는 틈새(G1)에 의한 축방향 누설과 제 3 도 (b)와 제 4 도에 도시한 바와 같이 한쌍스크롤(1)의 평판(15)과 랩(16) 선단부 사이에 생기는 틈새(G2)에 의한 반경방향 누설로 구분할 수 있으며, 종래 반경방향 누설을 방지하기 위한 팁실링은 스크롤랩(16)의 상단부에 실링홈을 파고 탄성을 가진 실링부재를 삽입한 구조로 되어 있으며, 이와같이 스크롤랩의 실링홈에 삽입된 실링부재가 상대측 평판(15)에 탄성력으로 막아 중심부의 고압가스가 주위로 누설됨이 방지된다.

그러나 상기한 바와같은 종래의 실링장치는 탄성을 가진 실링부재가 수지계통의 성분이므로 고온 고압에 견디기 어렵고 냉매가스와 화학적으로 반응하게 되는 결함이 있었고, 실링부재가 장기간 사용에 따라 마모되어 탄성력이 부족하게 됨으로써 효과적인 실링을 기할 수 없는 것이었으며, 이러한 제반결함을 갖지 않는 재료선택이 현실적으로 매우 어려운 것이었다.

본 발명은 종래의 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 압축실 누설방지를 위한 실링부재가 바이메탈 스프링의 탄성력에 의해 스크롤의 평판에 밀착되도록 함으로써 압축실의 상태에 따라 능동적으로 실링작용을 하도록 하고, 실링부재가 마모되는 경우에도 압축실의 열을 이용하여 바이메탈 스프링이 실링부재를 밀어올려 원활한 실링작용을 할 수 있도록 한 것인 바, 이러한 본 발명을 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 5 도는 본 발명의 일 실시예를 보인 평면도이고, 제 7 도는 제 5 도의 A-A선 단면도이며, 제 8 도는 제 7 도의 부분확대도로서 이에 도시한 바와같이, 인볼류트형상(와권상)스크롤(1)의 랩(16)선단부에 형성된 실링홈(20)에 바이메탈스프링(21)이 삽입되고, 그 위에 실링부재(22)가 삽입된 구성으로 되어있다.

상기 바이메탈스프링(21)은 상기 실링홈(20)의 저면부에 그 보다 폭이 좁은 스프링 삽입홈(20a)을 단차지게 형성하고 그 스프링 삽입홈(20a)에 삽입한 것으로 도시되어 있으나, 실링홈(20)과 스프링 삽입홈(20a)은 가공의 용이성을 위해 단차를 제거하고 구분없이 형성하여도 무방하다.

제 9 도는 본 발명의 요부인 바이메탈스프링의 부분사시도이고, 제 10 도 (a) (b)는 작용설명도로서, 상기 바이메탈스프링(21)은 서로 열팽창율이 다른 두가지 금속으로 결합되어 있으며, 상하측 금속의 열팽창율에 따라 제 10 도 (a) 또는 (b)와 같이 변형된다. (a)는 상측금속보다 하측금속의 열팽창율이 큰 경우이고 (b)는 그 반대의 경우로서 양측 모두 사용할 수 있다.

이상의 실시예에서는 상기 바이메탈스프링(21)과 실링부재(22)에는 스크롤랩(16)과 같이 인볼류트 형상을 갖는 것이 이용된다.

한편 제 6 도는 본 발명의 다른 실시예를 보인 것으로 이에 도시한 바와같이, 상기 스크롤랩(16)의 실링홈(20) 저면부에 여러개의 스프링 삽입홈(20a)이 분리 형성되어 있고, 각 스프링 삽입홈(20a)에 바이메탈 스프링편(21')이 삽입되고 그 위에 인볼류트 형상의 실링부재(22)가 삽입된 것으로서 제 6 도의 B-B선 단면은 제 8 도와 동일하다.

이러한 다른 실시예는 바이메탈 스프링의 재료를 절감할 수 있는 구조이다.

이와같이 된 본 발명은 압축기가 정지시에는 바이메탈 스프링요소(21) (21')가 실링부재(22)를 그대로 지지하고 있다가 압축기 운전시에는 압축실의 온도가 상승하므로 바이메탈 스프링요소(21) (21')가 제 10 도 (a) 또는 (b)와 같이 열변형되면서 실링부재 (22)를 떠받치는 역할을 하게 되어 축방향 틈새를 상쇄시켜 실링작용을 하게 된다.

그리고, 선회스크롤(1a)과 고정스크롤(1b) 중심부의 압축실은 외주부의 압축실보다 압력이 크기 때문에 큰 실링력이 필요함에도 불구하고 종래의 실링장치는 항상 일정한 실링력이 작용하였으나, 본 발명의 실링장치는 바이메탈 스프링요소(21) (21')가 온도에 따라 변형되므로 압축실의 온도가 가장 높은 중심부에서는 큰 실링력으로 온도가 낮은 외주부에서는 작은 실링력으로 작용하므로 원활한 실링작용을 기하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 종래의 팁실링에서는 실링부재가 마모되었을 경우에는 원활한 실링작용이 불가능하였으나, 본 발명은 실링부재가 마모되었을 경우에도 바이메탈 스프링이 실링부재를 탄력적으로 밀착시키므로 원활한 실링작용이 가능하게 된다.

따라서 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실링장치는 압축실의 온도에 따라 능동적으로 대응하여 효과적인 실링이 가능하고 실링부재의 마모에 의한 신뢰성 저하를 방지할 수 있으며 양호한 실링작용에 의하여 압축기의 효율을 향상하는 이점이 있다.

상기한 본 발명은 스크롤 압축기 뿐만 아니라 스크롤형 유체기계에도 매우 유리하게 적용할 수 있다.

Claims (3)

1. 스크롤 압축기 및 스크롤 유체기계의 고정스크롤 및 선회스크롤 사이의 틈새로 작동가스가 누설을 방지하기 위한 실링장치에 있어서, 스크롤의 랩 선단부에 형성된 실링홈에 바이메탈 스프링을 삽입하고, 그 위에 실링부재를 삽입하여 실링부재가 바이메탈 스프링의 변형력에 의해 평판에 밀착되도록 구성함을 특징으로 하는 실링장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 바이메탈 스프링은 실링부재와 같이 인볼류트형으로 형성된 것임을 특징으로 하는 실링장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스크롤랩의 실링홈 저면에 복수개의 바이메탈스프링 삽입홈을 형성하고, 각 바이메탈 삽입홈에 바이메탈 스프링편을 각각 삽입하며, 각 바이메탈 스프링편 위에 인볼류트형 실링부재를 삽입하여 구성한 것을 특징으로 하는 실링장치.