KR960015821B1 - 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치 - Google Patents

스크롤 압축기의 선회반경 보정장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

스크롤 압축기의 선회반경 보정장치
제1도는 종래 스크롤 압축기의 구성을 보인 단면도.
제2도는 종래 편심형 구동부시가 적용된 스크롤 압축기의 부분 구성도로서,
(a)는 고정 스크롤과 선회 스크롤의 연결부 부분 종단면도.
(b)는 (a)의 부분 횡단면도.
(c)는 고정 스크롤과 선회 스크롤의 랩부 구성도.
제3도는 종래 슬라이드형 구동부시가 적용된 의 부분 구성도로서,
(a)는 고정 스크롤과 선회 스크롤의 연결부 부분 종단면도.
(b)는 (a)의 부분 횡단면도.
(c)는 고정 스크롤과 선회 스크롤의 랩부 구성도.
제4도(a), (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 의 구성을 보인 종단면도 및 횡단면도.
제5도(a), (b)는 제4도의 요부를 보인 도면으로서, 제한수단의 돌출길이에 따라 구동축의 편심회전 범위가 변경됨을 보인 단면.
제6도(a), (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 의 구성을 보인 종단면도 및 횡단면도.
제7도(a), (b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의 구성을 보인 종단면도 및 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 고정 스크롤 2 : 선회 스크롤
2a : 자형 보스 2b : 웅형 보스
3 : 자전 방지기구 4 : 구동축
4a : 구동핀 4b, 4b' : 평면부
4c : 삽입홈 4d : 내면
4e : 나사공 5 : 모터
6 : 하부 프레임 7 : 구동부시
7a : 편심공 7a' : 삽입공
7a" : 삽입공 7b : 나사공
7c : 평면부 8 : 운동범위 제한수단
8a : 나사 8b : 가공단
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로, 특히 압축실의 스크롤 랩 사이의 반경방향 틈새를 좌우하게 되는 구동축 중심과 구동부시 간의 거리를 가공 및 조립 오차 등에 영향을 받지 않고 원하는 받지 않고 원하는 치수 대로 정밀하게 유지하면서 조립할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치에 관한 것이다.
종래의 스크롤 압축기는 제1도 내지 제3도에 그 실시형태가 도시되어 있다. 도면에서 1은 고정 스크롤, 2는 선회 스크롤, 3은 자전방지기구, 4는 각각 보인 것으로, 상기 고정 스크롤(1)과 선회 스크롤(2)은 인벌루트 곡선 형상의 랩을 가지고 있으며, 고정 스크롤(1)은 고정되고, 선회 스크롤(2)은 자전 방지기구(3)에 의해 자전이 방지된채 모터(5)에 의해 회전하는 구동축(4)에 의해 선회 운동을 하면서 가스를 압축하게 된다.
제1도에서 미설명 부호 4a는 구동축(4)의 상단부에 형성된 편심 구동핀을 보인 것이고, 6은 하부 프레임을 보인 것이다.
상기한 바와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서, 선회 스크롤 랩과 고정 스크롤 랩 사이의 반경 방향 틈새량은 매우 중요하다. 틈새가 너무 크면 압축 가스의 누설이 발생하게 되며, 틈새가 없어 랩 간에 접촉이 생기면 마찰력이 증가하기 때문에 이 틈새의 관리는 중요하다.
상기 스크롤 랩간의 틈새에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 실제 선회 스크롤(3)의 선회반경을 결정하는 구동축(4)의 중심(O1)과 구동축(4)의 상단의 편심 구동판(4a)에 결합되어 선회 스크롤(2)을 구동하는 구동부시(7) 중심(O3) 간의 거리이며, 보통 구동축(4)의 중심(O1)과 구동부시(7)의 중심(O3) 간의 거리를 가변적일 수 있게 하는 것이 압축기의 신뢰성 향상에 도움을 준다.
그리고, 상기 구동부시(7)가 구동축(4) 상단의 편심 구동핀(4a)의 중심(O2)에 대해 상대 운동, 즉 스크롤 랩간의 틈새에 이물질 개입시나 액체 압축시 등 무리한 하중이 걸릴 때에는 구동부시(7)가 편심 구동판(4a)을 중심으로 스크롤 랩간 틈새가 커지는 방향으로 움직여 선회 스크롤(2)을 후퇴시키고 정상 운전시에는 선회 스크롤(2)의 원심력이나 압축실의 가스력 등으로 인해 스크롤 랩간 틈새가 최적의 최소치가 되도록 구동부시(7)가 운동하며, 이러한 구동부시(7)의 편심 구동핀(4a)의 중심(O2)의 상대 운동을 적정한 범위내로 제한시켜 주는 제한수단(8')이 있게 된다. 이 경우 정상 운전시 제한수단(8')에 의해 구동축(4) 중심(O1)과 구동부시(7)의 중심(O3) 간의 거리, 곧 선회반경은 제한된 범위내에서 최대가 되고, 이때 선회스크롤 랩과 고정 스크롤 랩간의 반경 방향 틈새는 최소가 되며, 액압축시나 이물질 개입시 같은 스크롤 랩간 과부하가 걸릴시에는 구동축(4) 중심(O1)과 구동부시(7)의 중심(O3) 간의 거리가 짧아지는 방향, 즉 스크롤 랩간 반경 방향 틈새는 커지는 방향으로 구동부시(7)가 운동을 하게 되며, 이 운동은 역시 제한수단(8')에 의해 최소 선회반경, 즉 스크롤 랩간 최대 틈새가 결정되게 된다. 그리고, 이때 구동축(4) 중심(O1)과 구동부시 중심(O3) 간의 거리 범위에서 최대치, 곧 스크롤 랩간 틈새의 최소치의 설정은 상기한 바와 같이 스크롤 랩간 반경 방향 틈새의 최소치를 너무 크게 설정하면 누설이 많아지게 되고, 너무 작게 설정하면 스크롤 랩간 마찰력이 증가하게 되기 때문에 매우 중요한 것이다.
그러나, 상기 스크롤 랩간의 반경 방향 틈새는 이상적인 설계치와는 다르게 될 가능성이 많다. 즉, 구동축(4)의 중심(O1)과 편심 구동핀(4a)이 중심(O2) 간의 편심량 가공 오차, 편심 구동핀(4a)의 외경 및 이에 결합되는 구동부시(7) 내경 간의 가공 및 조립 오차, 제한수단(8')의 가공 및 조립 오차 등 많은 요소에서의 오차의 누적으로 말미암아 설계 의도 대로 정밀하게 반경 방향 틈새구간을 유지할 수 없게 되며, 이 때문에 자칫 스크롤 랩간의 과다한 틈새로 성능을 저하시키거나 또는 스크롤 랩간 마찰력 증대로 압력을 증대시키는 등의 결함이 발생하게 되는 것이었다.
본 발명의 목적은 압축실의 스크롤 랩간 반경방향 틈새를 좌우하게 되는 구동축 중심과 구동부시의 중심간의 거리, 즉 선회반경을 가공 오차 및 조립 오차 등에 영향을 받지 않고 설계치수 대로 정밀하게 유지하면서 조립되도록 하는 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 갖는 본 발명은 와선형 랩이 형성된 고정 스크롤(1)과, 상기 고정 스크롤의 와선형 랩과 형상은 동일하면서 180°위상차를 갖는 랩이 형성된 선회 스크롤(2)과, 상기 선회 스크롤을 지지하는 메인 프레임과, 상기 선회 스크롤의 자전을 규제하면서 선회 스크롤이 공전되도록 하는 자전방지기구(3)와, 모터에 의해 회전되는 구동축(4)으로 이루어진 스크롤 압축기에 있어서, 상기 구동축(4)에는 구동핀(4a)이 형성되고, 이 구동핀과 선회 스크롤의 보스 사이에는 구동축 중심과 자신의 중심과의 거리가 변화될 수 있도록 운동가능하게 구동부시(7)가 개재되며, 상기 구동부시에는 그 운동범위를 조절하는 운동범위 제한수단(8)을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 조절장치를 제공한다.
상기 구동부시(7)는 상기 구동축(4)의 상단부에 형성한 구동핀(4a)에 결합되어 선회스크롤(2)의 자형 보스(2a)에 삽입된 것이거나, 상기 선회스크롤(2)의 하면에 상기 구동축(4)의 중심과 편심되게 형성되는 웅형 보스(2b)에 결합되어 상기 구동축(4)의 상단에 형성된 삽입홈(4c)에 삽입된 것이 사용된다.
또 상기 구동부시로서는 구동축(4)을 중심으로 편심회전하는 편심형 구동부시나, 상기 구동축(4)을 기준으로 슬라이드 운동하는 슬라이드형 구동부시 또는 상기 웅형 보스(2b)가 삽입되는 삽입공(7a")과, 구동축(4)의 상단에 형성한 삽입홈(4c)에 슬라이드 접촉되는 평면부(7c)를 갖는 블럭형 구동부시가 사용된다.
상기 운동범위 제한수단의 일례로서는 상기 구동부시(7)의 주벽 일측부에 형성된 나사공(7b)에 가공단(8b)이 구동부시(7)의 편심공(7a)에 삽입되는 구동축(4)의 평면부(4b)측으로 돌출되게 나사 결합되는 나사(8a)가 사용된다.
또한 상기 운동범위 제한수단(8)의 다른 예로서는 상기 구동부시(7)의 슬라이드 삽입공(7a')의 일측부에 형성한 나사공(7b)에 나사 결합되어 가공단(8b)이 삽입공(7a') 내측으로 돌출되는 나사(8a)가 사용된다.
또한 상기 운동범위 제한수단(8)의 또다른 예로서는 구동축(4)에 형성한 나사공(4e)에 나사 결합되는 나사(8a)이고, 상기 구동축(4)의 삽입홈(4c)에는 상기 나사(8a)와 대향되게 탄성부재(9)가 삽입 결합된 것이다.
한편, 상기 구동축(4)의 중심과 구동부시(7)의 중심간 거리인 선회 반경이 변화 가능한 범위에서 최대값을 갖는 경우 선회 스크롤 랩과 고정 스크롤 랩간의 반경방향 틈새가 0 이상이 되도록 설정된다.
상기와 같은 본 발명은 선회 스크롤과 고정 스크롤을 동력전달 매개요소를 개재하여 결합하고, 이 동력전달 매개요소의 구동부시와 같은 전달요소의 중심과 구동축의 중심 사이의 거리, 즉 선회반경을 측정한 후 그 측정값이 설계치에 부합되도록 운동범위 제한수단의 위치를 조절하여 최종 체결하여 고정시킴으로써 선회반경을 최적의 상태로 유지할 수 있게 되는 것이다.
이하, 이러한 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제4도(a), (b)는 본 발명의 일실시예에 의한 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치의 구성을 보인 종단면도 및 횡단면도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명은 선회반경 가변구간, 즉 구동축(4)의 중심(O1)과 구동부시(7)의 중심(O3) 간의 거리구간을 측정하여 위치 조정이 가능한 운동범위 제한수단(8)으로 조절하고, 원하는 선회반경구간을 맞춘후 운동범위 제한수단(8)을 최종 고정시킴으로써 상기의 누적 오차 요인과 상관없이 원하는 설계치 대로 조립하도록 구성되어 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 제4도의 실시예는 구동축(4)의 편심 구동핀(4a)의 외경면 일부가 평면부(4b)를 갖도록 절단되고, 구동핀(4a)의 외경이 습동되어지는 편심공(7a)을 가지며, 선회 스크롤(2)의 자형 보스(2a)에 삽입되는 구동부시(7)의 측면부에 형성한 나사공(7b)에 나사(8a)를 체결하여, 나사(8a)의 정밀 가공단(8b)이 구동부시(7)의 편심공(7a) 내측으로 돌출되어 상기 편심 구동핀(4a)의 평면부(4b)와 일정 간격을 둔 상태로 결합되어 있다.
이 제4도의 실시예는 상기 구동부시(7)가 편심 구동핀(4a)을 중심으로 습동 운동하는데, 상기 나사(8a)의 정밀 가공단(8b)에 의하여 양 방향으로의 회전각도 범위가 제한되어지며, 그 범위 내에서의 구동축(4) 중심(O1)과 구동부시(7) 중심(O3)간의 거리 범위, 곧 선회반경 구간이 된다.
이러한 본 발명은 여러 요소들의 가공 및 조립 오차의 누적으로 인하여 오차가 발생한 경우 의도한 설계치 대로의 선회반경 구간을 얻기 위하여 제5도와 같이, 운동범위 제한수단(8)인 나사(8a)에 의해 구동부시(7)가 한쪽 방향으로 구속된 상태에서 구동축(4) 중심(O1)과 구동부시(7) 중심(O3) 간의 거리인 선회반경을 측정한 다음 운동범위 제한수단(8)인 나사(8a)를 조정하여 의도한 설계치에 도달케 하고, 이때 나사(8a)를 체결한다.
이때 주로 구동축(4)의 중심(O1)과 구동부시(7)의 중심(O3)간의 거리인 선회반경이 최대인 쪽을 기준으로 측정하는 것이 좋다. 왜냐하면 선회반경이 최대일때 스크롤 랩간의 반경 방향 틈새가 최소로 되며, 반경 방향 틈새는 최대값 보다 최소값이 더 중요한 의미를 갖기 때문이다.
제6도(a), (b)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치를 보인 종단면도 및 횡단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 편심 구동핀(4a)의 중심(O1)쪽 면과 마주보는 구동부시(7)의 슬라이드 삽입공(7a')의 일측부에 역시 나사공(7b)을 형성하여 나사(8a)를 정밀 가공된 가공단(8b)이 구동부시(7)의 슬라이드 삽입공(7a') 내측으로 도출된 상태로 체결한 구성으로 되어 있으며, 이 다른 실시예는 상기 편심 구동핀(4a)의 구동축(4) 중심쪽 면과 상기 나사(8a)의 가공단(8b)이 접촉할때까지 구동부시(7)가 편심 구동핀(4a)의 편면부(4b')를 따라 움직이게 한 다음 이 상태에서 최대치가 되는 구동축(4) 중심(O1)과 구동부시(7) 중심(O3)간의 거리인 선회반경을 측정하여, 의도한 설계치를 만족하도록 나사(8a)를 조정한 후 최종 체결한다.
제7도(a), (b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치를 보인 종단면도 및 횡단면도를 보인 것으로 이에 도시한 바와 같이, 선회 스크롤(2)의 선회스크롤 랩 반대 쪽에 웅형 보스(2b)를 형성하고, 이 웅형 보스(2b)가 삽입되는 삽입공(7a")과, 슬라이드 운동할 수 있는 평면부(7c)를 가지는 블럭형 부구동부시(7)를 형성하여 이 블럭형 구동부시(7)를 상기 웅형 보스(2b)에 결합하고, 이 블럭형 구동부시(7)를 구동축(4)에 슬라이드 가능하게 형성한 삽입홈(7c)에 삽입한 구성으로 되어 있으며, 구동축(4)의 상기 삽입홈(4c)의 내면 중 구동축(4) 중심(O1)으로부터 가장 먼쪽 내면(4d)에 직각으로 나사공(4e)에 가공단(8b)이 정밀 가공된 나사(8a)를 체결하며, 반대측에서는 블럭형 구동부시(7)와 내면(4d) 사이에 압축 스프링과 같은 탄성부재(9)를 끼워 탄력 지지되도록 구성한다.
그리고, 이 제7도의 실시예는 블럭형 구동부시(7)를 평면부(7c)를 따라 움직이게 하여, 상기 나사(8a)의 가공단(8b)에 접촉되게 하며, 구동축(4)의 중심(O1)과 블럭형 구동부시(7) 내의 보스(2b)가 삽입되는 삽입공(7a") 중심(O3) 간의 거리, 곧 최대 선회반경을 측정한 후 의도한 설계치에 도달할때까지 나사(8a)를 조정한 후 체결한다.
상기한 실시예에서 상기 구동축(4)의 중심과 구동부시(7)의 중심 간 거리인 선회반경이 변화 가능한 범위에서 최대값을 갖는 경우 선회 스크롤 랩과 고정 스크롤 랩간의 반경방향 틈새는 0 이상이 되도록 설정되고, 보다 바람직하게는 5∼25㎛ 범위 내에 있도록 설정된다.
이상에서 설명한 본 발명을 적용하면 스크롤 압축기의 효율 및 신뢰성에 큰 영향을 미치는 스크롤 랩간 반경 방향 틈새를 좌우하는 선회반경 구간, 곧 구동축(4) 중심(O1)과 구동부시(7) 중심(O3) 간의 거리의 구간을 여러 요소의 가공 및 조립 오차 등의 누적에 영향을 받지 않고 원하는 설계치 대로 유지하면서 조립할 수 있으므로 제품의 효율 및 신뢰성을 향상하고, 불량율을 감소할 수 있는 이점이 있다.

Claims (10)

  1. 와선형 랩이 형성된 고정 스크롤(1)과, 상기 고정 스크롤의 와선형 랩과 형상은 동일하면서 180°위상차를 갖는 랩이 형성된 선회 스크롤(2)과, 상기 선회 스크롤을 지지하는 메인 프레임과, 상기 선회 스크롤의 자전을 규제하면서 선회 스크롤이 공전되도록 하는 자전방지기구(3)와, 모터에 의해 회전되는 구동축(4)으로 이루어진 스크롤 압축기에 있어서, 상기 구동축(4)에는 구동핀(4a)이 형성되고, 그 구동핀과 선회 스크롤의 보스 사이에는 구동축 중심과 자신의 중심과의 거리가 변화될 수 있도록 운동가능하게 구동부시(7)가 개재되며, 상기 구동부시에는 그 운동 범위를 조절하는 운동범위 제한수단(8)을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 조절장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동부시(7)는 상기 구동축(4)의 상단부에 형성한 구동핀(4a)에 결합되어 선회 스크롤(2)의 자형 보스(2a)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 조절장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동부시(7)는 상기 선회 스크롤(2)의 하면에 상기 구동축(4)의 중심과 편심되게 형성되는 웅형 보스(2b)에 결합되어 상기 구동축(4)의 상단에 형성된 삽입홈(4c)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 구동부시(7)가 구동축(4)을 중심으로 편심회전하는 편심형 구동부시(7)인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 구동부시(7)가 상기 구동축(4)을 기준으로 슬라이드 운동하는 슬라이드형 구동부시(7)인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 구동부시(7)가 상기 웅형 보스(2b)가 삽입되는 삽입공(7a")과, 구동축(4)의 상단에 형성한 삽입홈(4c)에 슬라이드 접촉되는 평면부(7c)를 갖는 블럭형 구동부시(7)인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 운동범위 제한수단(8)이 구동부시(7)의 주벽 일측부에 형성된 나사공(7b)에 가공단(8b)이 구동부시(7)의 편심공(7a)에 삽입되는 구동축(4)의 평면부(4b) 측으로 돌출되게 나사 결합되는 나사(8a)인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 운동범위 제한수단(8)이 구동부시(7)의 슬라이드 삽입공(7a')의 일측부에 형성한 나사공(7b)에 나사 결합되어 가공단(8b)이 삽입공(7a') 내측으로 돌출되는 나사(8a)인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 운동범위 제한수단(8)이 구동축(4)에 형성한 나사공(4e)에 나사 결합되는 나사(8a)이고, 상기 구동축(4)의 삽입홈(4c)에는 상기 나사(8a)와 대향되게 탄성부재(9)가 삽입 결합된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동축(4)의 중심과 구동부시(7)의 중심 간 거리인 선회반경이 변화 가능한 범위에서 최대값을 갖는 경우 선회 스크롤 랩과 고정 스크롤 랩간의 반경방향 틈새가 0 이상이 되도록 설정된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 선회반경 보정장치.
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