KR940007513Y1 - 스크롤 압축기의 실링장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스크롤 압축기의 실링장치

제 1 도는 일반적인 스크롤 압축기의 전체 구성을 보인 단면도.

제 2 도의 (a) 내지 (d)는 일반적인 스크롤 압축기의 요부 작용도.

제 3 도의 (a) 및 (b)는 일반적인 스크롤 압축기의 누설작용을 설명하기 위한 부분 단면도.

제 4 도는 일반적인 스크롤 압축기에 적용되는 스크롤 랩의 평면도.

제 5 도의 (a) 및 (b)는 종래 기술에 의한 스크롤 압축기 실링장치의 실시형태를 보인 확대 단면도.

제 6 도는 종래 기술에 의한 스크롤 압축기 실링장치를 구성하는 판스프링의 평면도.

제 7 도는 종래 기술에 의한 스크롤 압축기 실링장치를 구성하는 판스프링과 글로우브의 인볼류트선도.

제 8 도의 (a) 및 (b)는 종래 기술에 의한 스크롤 압축기의 실링장치를 보인 단면도.

제 9 도는 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 실링장치에 적용되는 판스프링의 평면도.

제 10 도의 (a) 및 (b)는 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 실링장치를 보인 단면도.

제 11 도는 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 실링장치에 적용되는 판스프링의 다른 실시예를 보인 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

15 : 스크롤 랩 16 : 스크롤 랩

17 : 글로우브 18 : 시일부재

20 : 판스프링 20' : 판스프링

20" : 판스프링

본 고안은 스크롤 압축기의 실링(sealing) 장치에 관한 것으로, 특히 스크롤 랩(scroll wrap)의 선단에 탄성적으로 지지되는 시일부재에 의한 실링효과를 향상시켜 압축기의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있게 한 스크롤압축기의 실링장치에 관한 것이다.

일반적인 스크롤 압축기는 제 1 도 및 제 2 도에 도시되어 있으며, 도면에서 1 은 스크롤을 표시하고, 1a는 선회스크롤, 1b는 고정스크롤을 각각 표시한 것이다.

그리고, 2는 압축실, 3은 토출공을 각각 보인 것이고, 0',0는 선회(旋回) 스크롤(1a)과, 고정 스크롤(1b)의 중심을 각각 보인 것이다.

상기 선회 스크롤(1a)과 선회 스크롤(1a)은 동일형상으로 와권으로 이루어져 있고, 그 형체는 인볼류트(involute), 또는 원호를 조합한 것이다.

상기 고정 스크롤(1b)은 공간에 대하여 정지하고 있으며, 선회 스크롤(1a)은 고정 스크롤(1b)과 맞물리고 공간에 대하여 선회운동(orbiting motion)을 행하도록 되어 있다.

또한, 부호 4는 모터를 표시한 것으로, 그 모터(4)의 로우터(4a)에 일체로 결합된 주축(6)의 중심은 선회스크롤(1a)의 중심(0')과 편심된 상태로서 편심 베어링(6)에 의하여 모터(4)의 회전력을 선회 스크롤(1a)에 전달하게 되고, 선회 스크롤(1a)은 그의 저면과 프레임(7)사이에 삽입된 올담링(8)에 의하여 자전이 방지되면서 고정 스크롤(1b)과의 상대운동을 하게 되고, 선회 스크롤(1a)과의 선회운동에 의하여 그 선회 스크롤(1a)과 고정 스크롤(1b)의 사이에 형성된 압축실(2)의 용적이 줄어들어 흡입관(9)으로부터 유입된 냉매 가스를 압축하여, 토출챔버(10)를 거쳐 토출관(11) 으로 보내게 된다.

도면중 미설명 부호 12는 오일펌프 13은 스프링, 14는 주베어링, 14'는 보조 베어링을 각각 보인 것이다.

상기한 바와같은 스크롤 압축기는 구동시 흡입관(9)을 통하여 들어온 가스가 선회 스크롤(1a)이 회전됨에 따라 중심측으로 밀리면서 용적은 작아지고 압력이 높아져 고압 상태로 토출관(11)으로 토출된다.

이때, 선회 스크롤(1a)과 고정 스크롤(1b)에 작용하는 내, 외부 압력차에 의하여 제 3a 도에 도시한 바와같이, 인볼류트 곡선 형상의 스크롤 랩(15)(16)이 접하는 측면부의 반경방향틈새(C₁)로 인한 접선방향누설과, 제 3b 도에 도시한 바와같이, 선회 스크롤(1a)과 고정 스크롤(1b)의 축방향틈새(C₂)로 인한 반경방향 누설이 발생하게 된다.

상기 접선방향누설을 방지하는 반경방향 실링기구로는 스윙 링크(swing link), 종동(從動) 부시등이 있으며, 반경방향누설을 방지하는 축방향 실링장치로는, 압축 가스의 일부를 스크롤 배면으로 뽑아내어 스크롤 경판부 배면에 가스압을 작용시킴으써 누설을 억제하는 방식과, 제 4 도에 도시한 바와같이, 선회 스크롤(1a)과 고정스크롤(1b)의 스크롤 랩(15)(16) 단부에 인볼류트 곡선을 따라 글로우브(groove)(17)를 형성하여, 상기 글로우브(17)에 제 5a 도에 도시한 바와같이, 시일(seal)부재(18)를 개재하거나, 제 5b 도에 도시한 바와 같이, 압축 스프링등의 탄성부재(19)와 시일부재(18)를 개재하는 방식이 알려지고 있다.

상기 축방향 실링장치의 후자의 경우에 있어서는, 글로우브(17)가 인볼류트 형상이므로 탄성부재(19)의 설계가 용이하지 못하다고 알려지고 있다.

상기 축방향 실링장치의 탄성부재(19)로서 판스프링이 사용된 전형적인 스크를 압축기의 실링장치가 미국특허(USP)번호 제 4395205 호에 알려지고 있는 바, 상기 스크롤 압축기의 실링장치에 의하면, 제 6 도에 도시한 바와같이, 인볼류트 형상의 판스프링(19')을 가공하되, 스크롤 랩(15)(16)의 단부에 가공되어 있는 글로우브(17)의 인볼류트 곡선(I₁)을 그리는 기초원(B₁)보다 반경이 큰 기초원(B₂)을 갖는 인볼류트 곡선(I₂)의 판스프링(19')을 가공하여, 상기 글로우브(17)에 억지 끼워맞춤하여 고정하도록 되어 있다.

이때, 인볼류트 곡선의 특성상 기초원(B₂) 반경이 큰 인볼류트곡선(I₂)은 기초원(B₁)의 반경이 작은 인볼류트 곡선(I₁)과 겹쳐 놓을 경우, 인볼류트의 전개각이 갈수록 벌어지게 되므로, 스크롤 랩(15)(16)의 글로우브(17)에는 판스프링(19')이 심한 경사각을 갖고 비틀린 상태로 삽입고정된다.

따라서, 제 8a 도에 도시한 바와같이, 스크롤 랩(15)(16)의 중심부측에서는 판스프링(19')이 θ₁이라는 경사각으로 글로우브(17)에 고정된다면, 제 8b 도에 도시한 바와같이, 스크롤 랩(15)(16)의 주변부측에서는 θ₁보다 큰 각도를 갖는 θ₂라는 경사각으로 고정됨으로써 스크롤 랩(15)(16)의 주변부로 갈수록 시일부재(18)는 판스프링(19')에 의하여 더 큰 상승력을 받게 된다.

그러나, 상기한 바와같은 종래 기술에 의한 스크롤 압축기의 실링장치에 있어서는, 실제로 스크롤 랩(15)(16)의 중심부에 압축실이 형성되므로 압축실 형성부위의 시일부재(18)가 더 큰 상승력을 받아야 함에도 불구하고, 스크롤 랩(15)(16)의 중심부에 위치한 시일부재(18)의 상승력이 크지 못하고 스크롤 랩(15)(16)의 주변부로 갈수록 시일부재(18)가 판스프링(19')에 의하여 더 큰 상승력을 받게 됨으로써 시일부재(18)에 의한 시일효과가 저하되는 등의 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 판스프링에 의하여 탄성적으로 지지되는 시일부재에 의한 실링효과를 향상시킬 수 있도록 한 스크롤 압축기의 실링장치를 제공함에 있다.

상기한 바와같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 스크롤 랩의 인볼류트 형상 글로우브에 중심측으로 갈수록 점차적으로 기초원 반경이 큰 인볼류트 형상을 갖는 수개의 판스프링을 개재하여, 스크롤 랩의 중심부측 시일부재가 주변부보다 큰 상승력을 받도록 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 실링장치가 제공된다.

이하, 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 실링장치를 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.

제 9 도는 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 실링장치에 적용되는 판스프링의 평면도이고, 제 10 도의 (a) 및 (b)는 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 실링장치를 보인 단면도로서, 이에 도시한 바와같이, 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 실링장치는, 선회 스크롤과 고정 스크롤의 스크롤 랩(15)(16)에 형성된 인볼류트 형상의 글로우브(17)에 기초원 반경이 각각 다른 수개의 판스프링(20)(20')(20")을 결합고정하여, 상기 글로우브(17)에 삽입되는 시일부재(18)의 상승력을 스크롤 랩(15)(16)의 내측으로 갈수록 크게 한 구성으로 되어 있다.

상기 판스프링(20)(20')(20")중 기초원 반경이 큰 인볼류트 형상의 판스프링(20)일수록 글로우브(17)의 중심측에 삽입고정하여, 상대적으로 고압의 압축실이 형성되는 스크롤 랩(15)(16)의 중심부측에 판스프링(20)의 상승력이 가장 크게 하는 것이 바람직하다.

상기 판스프링(20)(20')(20")의 개수는 도면의 일실시예에서 3 개로 도시하였으나, 꼭 이에 한정하는 것은 아니며, 스크롤 랩(15)(16)의 내측으로 갈수록 시일부재(18)가 상승력을 점차로 많이 받는 구성이라면, 몇개의 판스프링을 사용하여도 무방하다.

이와같이 구성되는 본 고안에 의한 스크롤 압축기 실링장치는, 스크롤 랩(15)(16)의 글로우브(17)에 내측으로 갈수록 기초원 반경 큰 수개의 판스프링(20)(20')(20")을 순차적으로 개재하여 시일부재(18)를 지지함으로써 제 10a 도에 도시한 바와같이, 스크롤 랩(15)(16)의 중심부측 최내측 판스프링(20)의 경사각 θ₁을, 제 10b 도에 도시한 바와같이, 주변부측 최외측 판스프링(20")의 경사각 θ₂에 비하여 같거나 크게 할 수 있으므로 스크롤 랩(15)(16)의 중심부측 부위의 시일부재(18)를 큰 상승력으로 지지하여, 시일부재(18)에 의한 시일효과를 향상시킬 수 있는 것이다.

제 11 도는 본 고안에 의한 스크롤 압축기 실링장치의 다른 실시예를 보인 것으로, 판스프링(20)(20')(20")의 두께를 각각 다르게 하여 판스프링(20)(20')(20")의 탄성력을 변화시킴으로써 시일부재(18)에 의한 실링효과를 향상시킬 수도 있다.

예를 들면, 내측의 판스프링(20)(20')(20")으로 갈수록 두께를 점차적으로 두껍게 하여, 판스프링(20)(20')(20")의 탄성력을 점차적으로 증대시킴으로써 시일부재(18)의 상승력을 내측으로 갈수록 증가시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안에 의한 스크롤 압축기의 실링장치는, 스크롤 랩의 인볼류트 형상 글로우브에 중심측으로 갈수록 점차적으로 기초원 반경이 큰 인볼류트 형상을 갖는 수개의 판스프링을 개재하여, 스크롤 랩의 중심부측 시일부재가 주변부보다 큰 상승력을 받도록 함으로써 시일부재에 의한 실링효과를 향상시켜, 압축기의 전체적인 성능을 향상시키는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 스크롤 랩(15)(16)의 인볼류트 형상 글로우브(17)에 수개의 인볼류트 형상 판스프링을 개재하여, 스크롤 랩(15)(16)의 중심부측 시일부재(18)가 주변부보다 큰 상승력을 받도록 구성한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 실링장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 판스프링은 글로우브(17)의 중심측으로 갈수록 점차적으로 기초원 반경이 큰 인볼류트 형상인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 실링장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 판스프링은 두께가 각각 다른 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 실링장치.