KR970006516B1

KR970006516B1 - 밀봉 구조체를 구비한 스트롤형 압축기와 그 제조방법

Info

Publication number: KR970006516B1
Application number: KR1019880003769A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 오찌아이; 마사시 야구찌; 요시오 기무라
Original assignee: 산덴 가부시끼가이샤; 우시구보 도모아끼
Priority date: 1987-04-04
Filing date: 1988-04-04
Publication date: 1997-04-28
Also published as: KR880012893A; AU621044B2; EP0286341B1; AU1414788A; EP0286341A2; US4913635A; DE3866400D1; CA1308403C; EP0286341A3; JPS63158594U

Abstract

내용없음.

Description

밀봉 구조체를 구비한 스트롤형 압축기와 그 제조방법

제1도는 종래 기술에 따른 스크롤형 압축기의 수직 종단면도.

제2도는 종래 기술에 따른 밀봉 구조체를 도시하는 일부 단면의 부분 개략도.

제3a도 내지 3g도는 종래 기술에 따라 원주홈을 형성하는데 이용된 절삭 공정을 도시하는 일부 단면의 부분 개략도.

제4도는 본 발명의 1실시예에 따른 스크롤형 압축기의 수직 종단면도.

제5도는 본 발명의 1실시예에 따른 밀봉 구조체를 도시하는 일부 단면의 부분 개략도.

제6a도 및 6b도는 제5도의 밀봉 구조체 형성에 이용된 절삭 공정을 도시하는 일부 단면의 부분 개략도.

제7도는 본 발명의 제2실시예에 따른 빌봉 구조체를 도시하는 일부 단면의 부분 개략도.

제8도는 본 발명의 제3실시예에 따른 빌봉 구조체를 도시하는 일부 단면의 부분 개략도.

제9도는 본 발명의 제4실시예에 따른 빌봉 구조체를 나타내는 일부 단면의 부분 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 전방 단부판 12 : 컵형 케이싱

13 : 고정 스크롤 14 : 선회 스크롤

15 : 구동기구 16 : 회전방지 스러스트 베어링 장치

17 : 베어링 18 : 흡입실

19 : 배출실 20, 30 : 밀봉 구조체

21 : 원주홈 22, 33 : 밀봉 요소

31 : 환형 절결부 32 : 환형 융기부

34 : 돌기부

본 발명은 스크롤형 냉동 압축기, 특히 압축기 케이싱의 흡입실과 배출실을 차단시키는 밀봉 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

스크롤형 냉동 압축기는 종래 기술에 잘 공지되어 있다. 예컨대, 일본 특허출원 공보 제56-156492호에서는 각각이 원형 단부판 및 인볼류우트 나선 요소를 갖는 2 스크롤을 포함하는 압축기를 공지하고 있다. 이들 스크롤들은 나선 요소들이 자신의 나선형 곡면들 사이에 다수의 선 접촉을 형성하도록 상호 끼워맞춤되어 적어도 한쌍의 유체 포켓을 밀폐하고 한정하도록 하기 위해 서로 각을 이루면서 방사상으로 옵셋되어 유지된다. 이들 2 스크롤의 상대적인 선회 운동은 나선형 곡면을 따라 선 접촉을 변경시키며, 그 결과, 유체포켓의 용적은 압축으로 인하여 감소된다.

제1도에는 종래의 스크롤형 냉동 압축기(1)가 도시되어 있다. 압축기(1)는 전방 단부판(11)과 컵형 케이싱(12)을 갖는 압축기 하우징(10)을 포함하며, 컵형 케이싱(12)은 전방 단부판(11)의 배향 접촉면에 부착되어 케이싱(12)의 내벽과 전방 단부판(11)의 표면 사이에 내실을 형성한다. 컵형 케이싱(12)의 내실 안에는 나선 요소(132)가 연장되는 원형 단부판(131)을 갖는 고정 스크롤(13), 나선 요소(142)가 연장되는 원형 단부판(141)을 갖는 선회 스크롤(14), 구동기구(15) 및 회전방지 스러스트 베어링 장치(16)가 배치된다. 구동축(151)은 전방 단부판(11)의 개구(111)를 관통하고 베어링(17)을 통하여 전방 단부판(11)에 의해 회전가능하게 지지된다. 구동기구(15)는 구동축(151)에 작동가능하게 결합되고, 선회 스크롤(14)에 연결되어 구동축의 회전중 선회 스크롤의 선회 운동을 실행시킨다. 선회 스크롤(14)의 회전은 회전방지 스러스트 베어링 장치(16)에 의해 억제된다. 스크롤(13,14)은 서로 각을 이루면서 방사상으로 옵셋되어 유지되어 나선 요소(132,142)가 서로 끼워맞춤되어 적어도 한쌍의 유체 포켓을 밀봉 형성하도록 그들의 나선 곡면 사이에 다수의 선 접촉을 형성한다. 고정 스크롤(13)에 대한 선회 스크롤(14)의 선회 운동은 유체 포켓의 용적을 변화시키는 나선 요소(132,142)의 나선 곡면을 따른 선 접촉을 변경시킨다.

고정 스크롤(13)의 원형 단부판(131)은 컵형 케이싱(12)의 내실을 흡입실(18)과 배출실(19)로 분리시킨다. 밀봉 구조체(20)(제2도)가 원형 단부판(131)의 외주연벽에 형성되어 흡잇실(18)과 배출실(19)을 차단시킨다. 밀봉 구제체(20)는 원형 단부판(131)의 외주연면에 형성된 원주홈(21) 및 이 원주홈(21)에 위치되는 O-링 밀봉 요소(22)를 포함한다.

원주홈(21)의 형성은, 원형 단부판(131)이 회전을 위해 표면 절삭 공구에 인접하여 장착되어 있는 제3a도 내지 3g도에 도시된 바와 같은 7단계를 포함하는 절삭 공정에 의하여 이루어진다. 제3a도에 도시한 제1단계에서, 원형 단부판(131)의 외주연면(131a)과 원형 단부판(131)의 표면의 외주연부(131e)는 NC 선박(도시하지 않았음)에 부착되는 표면 절삭 공구에 의해 절상된다. 제3b도 내지 3d도에 도시한 2-4단계의 각각에서, 원형 단부판(131)의 외주연부(131a)은 홈 절삭 공구(202)에 의해 절삭된다. 전형적으로, 홈 절삭 공구(202)는 원주홈(21)의 것과 유사한 수직 단면도를 갖고, 이 홈 절삭구(202)는 성형 공구로서 사용된다. 공정의 마무리 단계가 제3e도 내지 3g도에 도시되어 있으며, 원주홈(21)의 모서리들은 홈 절삭 공구(202)에 의해 라운딩된다.

원형 단부판의 외주연면에 원주홈을 형성시키는 기술에는 많은 문제점들이 있다. 즉, 홈 절삭 공구의 선단이 쉽게 부숴지고, 이것은 성형 공구로서의 실용성을 저해시킨다. 절삭 동작중 홈 절삭 공구의 선단과 홈체 자내에 남아있는 점착 잔여 물질로 인해 어떠한 표준치로 홈의 치수를 정밀하게 조정한다는 것도 역시 어렵다. 아울러, 그 공정은 시간낭비이며, 또한 다수의 절삭 공구들을 요한다.

본 발명의 주요 목적은, 하우징의 내주연벽과 고정 스크롤의 단부판의 외주연면 사이에 위치되는 단순화된 밀봉 구조체를 갖는 스크롤형 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 종래 공정에서 생기는 문제점들을 제거함으로써, 즉, 절삭 면의 치수를 정밀하게 조절하고, 절삭 시간을 단축시키고, 또한 필요한 공구의 수를 감소시킴으로써 밀봉구조물을 성형시키는 공정을 개선시키는데 있다.

본 발명에 따르면, 스크롤형 유체 압축기는 유체 유입포트와 유체 출구포트를 가지는 하우징을 포함한다. 고정 스크롤은 하우징 안에 고정 배치되며, 아울러 제1나선 요소가 연장되는 1 단부판을 갖는다. 선회 스크롤도 역시 하우징 안에 배치되며, 제2나선 요소가 연장되는 1 단부판을 갖는다. 고정 스크롤의 단부판은 하우징의 내실을 흡입실과 배출실로 분리한다. 구동기구는 선회 스크롤 및 구동축에 동작가능하게 연결되어 구동축의 회전중 선회 스크롤의 선회 운동을 실행시킨다. 선회 스크롤의 회전은 회전방지장치에 의해 억제된다. 고정 스크롤과 선회 스크롤은 나선 요소들이 서로 끼워맞춤되도록 서로 각각을 이루면서 방사상으로 옵셋되어 유지되므로써 적어도 한쌍 이상의 유체 포켓을 밀폐시키고 한정하는 자신의 나선 곡면사이에 다수의 선 접촉을 형성한다. 고정 스크롤에 대한 선회 스크롤의 선회 운동은 유체 포켓의 용적을 변화시키는 나선 요소의 나선 곡면을 따라 선 접촉을 변경시킨다.

본 발명에 의하면, 밀봉 구조체는 흡입실과 배출실을 차단시키기 위해, 고정 스크롤의 단부판의 외부연면과 하우징의 내부연벽 사이에 형성된다. 밀봉 구조체는, 전체적으로 L 형상의 측단면을 갖고 고정 스크롤의 단부판의 외부연면에 형성된 환형 절결부와, 하아징의 내주연벽에 형성된 환형 융기부 및 환형 절결부와 환형 융기부 사이에 배치되는 O-링 밀봉 요소를 포함한다.

본 발명의 그외의 목적, 특징 및 기타 태양은 첨부 도면을 참고로 한 본 발명의 바람직한 구현예의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.

제4도에 따르면, 본 밤명의 일 실시예에 따른 스크롤형 냉동 압축기(1)가 도시되어 있다. 압축기(1)는 전방 단부판(11)과, 전방 단부판(11)의 단부면에 부착되어 케이싱(12)의 내벽과 전방 단부판(11)의 해향면 사이에 내실을 형성하는 컵형 케이싱(12)을 갖는 압축기 하우징(10)을 포함한다. 컵형 케이싱(12)의 내실에는, 나선 요소(132)가 연장되는 원형 단부판(131)을 갖는 고정 스크롤(13)과, 나선 효소(142)가 연장되는 원형 단부판(141)을 갖는 선회 스크롤(14)과, 구동기구(15) 및 회전방지 스러스트 베어링 장치(16)를 포함한다. 고정 스크롤(13)은 스크루우(133)에 의해 컵형 케이싱(12)의 배후 단부판에 고정된다. 스크롤(13,14)은 서로 각을 이루면서 방사상으로 옵셋되고 유지되어 적어도 한쌍 이상의 밀봉 유체 포켓(51)을 한정하는 자신의 나선 곡면사이에 다수의 선 접촉을 형성시키도록 나선 요소(132,142)가 서로 끼워맞춤된다. 선회 스크롤(14)의 원형 단부판(141)은 나선 요소(142)가 연장하는 표면 반대쪽의 단부판(141)의 표면으로부터 환형으로 돌기하는 보스(143)를 구비하고 있다. 구동축(151)은 전방 단부판(11)의 개구(111)를 관통하며, 또한 전방 단부판(11)에 의해 베어링(17) 및 슬리이브(171)를 통하여 회전가능하게 지지된다.

구동축(151)은 일단에서, 구동축의 내부단에 형성된 디스크형 로우터(152), 이 로우터(152)에 편심상태로 부착된(도시하지 않은) 구동핀, 및 이 구동핀에 연결된 부싱(153)을 포함하는 구동기구(15)에 의해 동작가능하게 연결된다. 부싱(153)은 보스(143)의 내벽에 배치된 베어링(154)을 통해 선회 스크롤(14)에 연결된다. 구동축(151)이 회전됨에 따라, 부싱(153)도 역시 편심상태로 회전하려는 경향이 있다. 그러나, 선회 스크롤(14)의 회전은 회전방지 스러스트 베어링 장치(16)에 의해 억제되어서 선회 스크롤(14)은 선회 운동을 나타낸다. 고정 스크롤(13)에 대한 선회 스크롤(14)의 선회 이동은 유체의 압축으로써 유체 포켓의 용적을 변화시키는 나선 요소(132,142)의 나선 곡면을 따른 선 접촉을 변경시킨다. 압축 유체는 이 때 고정 스크롤(13)의 원형 단부판(131)에 형성된 구멍(52)을 통해 아래에 기술하는 배출실로 배출된다.

고정 스크롤(13)의 원형 단부판(131)은 컵형 케이싱(12)의 내실을 흡입실(18)과 배출실(19)로 분리한다. 흡입실(18)과 배출실(19)을 차단하기 위한 밀봉 구조체(30)가 원형 단부판(131)의 외주연면과 컵형 케이싱(12)의 내주연벽 사이에 형성된다.

제5도에 따르면, 밀봉 구조체(30)는 원형 단부판(131)의 외주연면에 환형 계단부를 형성하고, L-형 측단면을 갖는 환형 절결부(31)와, 컵형 케이싱(12)의 내부연벽에 형성된 환형 융기부(32) 및 환형 절결부(31)와 환형 융기부(32) 사이에 배치된 O-링 밀봉 요소(33)를 갖는다.

환형 융기부(32)의 형성은, 컵형 케이싱(12)이 회전을 위해 NC 선반에 부착되는 절삭 공구 가까이에 장착되는 절삭 공정에 의해 수행된다. 케이싱(12)의 회전중, 절삭 공구는 케이싱의 내면을 따라 종방향으로 이동하도록, 그리고 케이싱의 내벽의 주위면의 어느 한 부분을 절삭하도록 조절된다. 절삭 동작의 결과, 배출실(19)의 적어도 일부분의 내벽은 환형 융기부(32)가 형성되도록 하기 위해 흡입실(18)의 내벽보다 제5도중의 h만큼 더 두껍다. 본 발명에 따르면, 환형 융기부(32)는 원형 단부판(131)으로부터 떨어져 위치되어 고정 스크롤(13)이 컵형 케이싱(12)에 고정되었을 때 원형 단부판(131)의 배향면과 환형 융기부(32)의 표면사이에 제5도의 t만큼의 폭을 갖는 틈이 형성된다. 이 틈은 압축기의 동작중 원형 단부판(131)이 환형융기부(32)에 접촉되는 것을 방지하며, 따라서, 스크롤이 손상되는 것이 방지된다.

제6a도 및 6b도에 따르면, 환형 절결부(31)의 형성은 원형 단부판(131)이 회전을 위해(도시하지 않음) NC 선반에 부착되는 표면 절삭 공구(201) 가까이에 설치되는 절삭 공정에 의해 수행된다. 제6a도에 도시한 제1단계에서, 절삭 공구(201)는 원형 단부판(131)의 반대측 표면의 외주부(131e)를 절삭하도록 놓여진다. 다음 연속 동작의 부분으로서, 절삭 공구(201)는 원형 단부판(131)의 외주연면을 절삭하기 위해 재위치되어, 제5도에 도시한 바와 같이, 원형 단부판(131)의 외주연면의 하부에는 환형 절결부(31)의 측면에 의해 형성된 모서리(35)와 돌기부(34)의 외주연면을 절삭하기 위해, 연속 동작의 일부로서 재차 위치조정된다.

제7도에 따르면, 여기에는 본 발명의 제2실시예에 따른 밀봉 구조체(30)가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 환형 절결부(31)의 종방향 표면(31a)은 경사져서 케이싱(12)의 내벽쪽을 향하여 점진적으로 연장된다.

제8도에 따르면, 본 발명의 제3실시예에 따른 밀봉 구조체(30)가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 환형 절결부(31)의 종방향 표면(31b)의 하부는 경사져서 케이싱(12)의 내벽쪽을 향하여 점진적으로 연장된다.

제9도에 따르면, 본 발명의 제4실시예에 따른 밀봉 구조체(30)가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 환형 절결부(31)와 환형 융기부(32) 모두는 원형 단부판(131)의 흡입실측에 놓여진다. 밀봉 구조체(30)는, 따라서 원형 단부판의 외주연면의 상부에 형성된 환형 절결부(31), 및 흡입실(18)의 내면에 형성된 환형 융기부(32)를 포함한다.

제7도 및 8도의 각각에 도시한 환형 절결부(31)가 공정중에 사용된 절삭 공구의 블레이드각이 절결부(31)의 형태에 따라 다르다는 것을 제외하고는, 제6a도 및 6b도를 참고로 하여 상기 설명된 동일한 2단계 절삭 공정을 이용하여서 형성된다.

본 발명이 바람직한 실시예들에 관련해서 상세하게 설명되었다. 그러나, 이들 실시예들은 단지 예에 불과한 것이지 본 발명이 여기에만 제한되는 것이 아니다. 당업자들로서는 다른 변형예 및 변경예들이 본 특허청구의 범위로 한정된 바와 같이 본 발명의 범위 안에서 쉽게 이루어질 수 있다는 것을 쉽게 이해하리라 본다.

Claims

유체 유입 포트와 유체 출구 포트를 갖는 하우징과, 상기 하우징내에 고정적으로 위치되고 제1나선 요소가 연장하는 단부판을 갖는 고정 스크롤과, 제2나선 요소가 연장하는 단부판을 갖는 선회 스크롤과, 고정 스크롤의 단부판의 전방측상에 배치된 전방실과, 고정 스크롤의 단부판의 배향측에 배치된 후방실로 분리되는 상기 하우징의 내실과, 상기 고정 스크롤의 단부판의 외주면과 상기 하우징의 내주연벽 사이에 형성된 상기 전방실 및 후방실을 차단하기 위한 밀봉 구조체와, 상기 선회 스크롤의 선회 운동을 실행하기 위하여선회 스크롤에 작동가능하게 연결된 구동기구와, 선회 스크롤의 회전을 방지하여 고정 스크롤에 대한 선회스크롤의 운동이 나선 요소들의 나선 면을 따른 선 접촉을 변화시켜 유체 포켓의 용적을 변화시키기 위한 회전방지기구를 포함하고, 상기 스크롤들이 서로 각을 이루면서 옵셋되고 유지되어 상기 제1 및 제2나선 요소가 나선 면 사이에 다수의 선 접축부를 형성시키고, 적어도 하나의 유체 포켓을 밀봉시키고 한정하도록 상호 끼워 맞춤되고, 상기 전방실 및 후방실 중의 하나는 선회 운동중 스크롤들에 의해 형성된 중심 위치의 유체 포켓으로부터 압축 유체를 수용하기 위해 유체 출구 포트와 합체되는 스크롤형 압축기에 있어서, 상기 밀봉 구조체가 상기 고정 스크롤의 단부판의 외주연면에 형성된 L형 측단면을 갖는 환형 절결부와, 상기 하우징의 내주연벽에 형성된 환형 융기부와, 환형 절결부와 환형 융기부 사이에 배치된 O-링 밀봉 요소를 포함하고, 상기 고정 스크롤이 하우징내에 장착되어 방사상 캡이 원형 단부판의 외주연면과 하우징의 내주연벽 사이에 형성되고, 환형 융기부가 고정 스크롤의 원형 단부판으로부터 일정한 거리로 하우징의 내부벽에 위치되어 고정 스크롤이 하우징에 배치될 때 단부판의 면과 환형 융기부면 사이에 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 환형 절결부가 고정 스크롤의 단부판의 외주연면의 후방실측에 형성되고 환형 융기부가 하우징의 내주연벽의 후방실측에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제1항에 있어서, 환형 절결부가 고정 스크롤의 단부판의 외주연면의 전방실측에 형성되고 환형 융기부가 하우징의 내주연벽의 전방실측에 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 환형 절결부가 경사진 종방향 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기.
고정 스크롤의 원형 단부판의 외주연면과 압축기 하우징의 내주연벽 사이에 형성된 스크롤형 유체 압축기의 밀봉 구조체의 제조방법에 있어서, 단부판의 축방향 표면에 환형 절결부를 형성시키는 단계와, 상기 절결부의 대향에 있는 하우징의 내주연벽에 환형 융기부를 형성시키는 단계와, 그리고, 상기 화형 절결부와 환형 융기부 사이에 O-링 밀봉 요소를 위치시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기의 밀봉 구조체 제조방법.
제5항에 있어서, 단부판의 축방향 표면에 환형 절결부를 형성시키는 단계가, 원형 단부판을 표면 절삭공구에 인접하여 위치시킨 상태에서 연속적으로 회전시켜 단부판의 외주연부를 절삭하는 단계와, 상기 원형단부판의 회전중 절삭 공구의 위치를 재조정하여 상기 단부판의 외주연면을 절삭함으로써 단부판의 축방향 표면에 L-형의 측단면을 갖는 환형 홈을 형성시키는 단계와, 그리고 상기 원형 단부판의 회전중 절삭 공구의 위치를 재조정하여 환형 홈의 축방향 표면 및 단부판의 외주연면에 의해 형성된 모서리를 절삭시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기의 밀봉 구조체 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 환형 융기부 형성 단계가, 압축기 항우징을 절삭 공구에 근접시켜 회전시키는 단계와, 절삭 공구를 하우징의 내면을 따라 종방향으로 이동 조절하고 하우징 내벽 주위면의 일부분을 절삭하도록 조절하여, 하우징 내부 주위벽 중에 환형 융기부를 형성시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크롤형 압축기의 밀봉 구조체 제조방법.