KR101563847B1

KR101563847B1 - 스크롤 유닛

Info

Publication number: KR101563847B1
Application number: KR1020150054247A
Authority: KR
Inventors: 박승수; 고중식; 건 이
Original assignee: 박승수; 고중식
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2015-10-27
Also published as: WO2016167430A1

Abstract

본 발명은 스크롤 유닛에 관한 것으로, 수용홈(11)과 수용홈(11)에 돌출 형성된 나선 형상의 스크롤랩(12)과, 수용홈(11)의 중심부분에 형성된 제1, 2, 3축설치홈(13A, 13B, 13C)과, 제1, 2통기공(H1, H2)을 포함하는 본체(10)와; 본체(10)의 일 측면을 커버하며 상기 제1, 2, 3축설치홈(13A, 13B, 13C)에 대응되는 위치에 각각 제1, 2, 3축설치홈(21A, 21B, 21C)이 형성되고, 제1축설치홈(21A)을 관통하는 주축관통공(21A')이 형성된 커버(20)와; 상기 수용홈(11)에 설치되며, 제1, 2, 3축삽입공(31A, 31B, 31C)이 형성된 스크롤베이스(31)와, 스크롤베이스(31)에 나선 형상으로 연장 형성된 스크롤랩(32)으로 이루어진 회전스크롤(30)과; 제1축설치홈(13A)에 설치되어 일단은 본체(10)에 의해 지지되고, 타단은 커버(20)의 외측으로 돌출되는 주축(40) 및; 제2, 3축설치홈(13B, 13C)에 각각 설치되어 일단은 상기 본체(10)에 의해 지지되고, 타단은 상기 커버(20)에 의해 지지되는 한 쌍의 보조축(50A, 50B)으로 이루어지고, 주축(40)과 한 쌍의 보조축(50A, 50B)은 각각 수평방향으로 서로 편심되도록 설치되는 것을 특징으로 하며, 이러한 구성에 의해 구조가 간단하면서도 구조적 건전성을 강건하게 유지할 수 있고, 또한 회전축의 회전 방향이 흐트러지지 않는 스크롤 유닛이 제공된다.

Description

스크롤 유닛{Eccentric Scroll Unit}

본 발명은 스크롤 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전스크롤과 고정스크롤 사이에 형성된 밀폐공간의 용적변화에 의해 기체를 압축 또는 압축시켜 토출하는 스크롤 압축기 또는 팽창기에 있어서 회전스크롤에 3개의 회전축을 근접하여 설치함으로써 구조 안정성과 작동 안정성이 대폭 향상된 스크롤 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 스크롤 압축기 또는 스크롤 팽창기와 같은 스크롤 유닛(또는 스크롤 장치)은 하우징의 내부에 한 개씩의 회전스크롤과 고정스크롤을 구비하고, 유입구를 통해 하우징의 내부에 유입된 가스나 수증기 등의 기체를 압축 또는 팽창시켜 배출하는 기기로서, 이러한 스크롤 유닛은 고정스크롤 사이에 설치된 회전스크롤을 고정스크롤에 대해 회전시킴으로써 이들 스크롤 사이에 형성되는 초승달 형상의 밀폐공간의 용적변화를 일으켜 이에 의해 기체의 흡입과 압축(또는 팽창) 및 토출 행정을 동시에 수행하여 압축기(또는 팽창기)에 유입된 기체를 압축(또는 팽창)시켜 배출한다.

위와 같이 스크롤 유닛은 압축(또는 팽창)과 흡입 및 토출 행정이 거의 동시에 이루어지기 때문에 부하 토크가 작아 소음과 진동이 적다는 장점이 있으며, 또한 가동부분의 운동 반경이 작아 고속화가 가능하고, 또한 종래의 왕복동식 압축기에 비해 부품 수가 상대적으로 적기 때문에 소형으로 경량 제작이 가능하다.

그러나 종래의 스크롤 유닛은 일반적으로 스크롤 측면에 원판 형상의 플레이트가 부착된 나선 형상의 회전스크롤이 나선 형상의 고정스크롤 홈에 삽입되어 회전스크롤의 회전에 의해 고정스크롤과 회전스크롤 사이의 용적을 변화시키는 구조로 이루어져 있기 때문에 작동유체가 압축(팽창)하는 과정에서 압축(팽창)된 작동유체가 원판 형상으로 이루어진 회전스크롤의 측면플레이트에 작용, 즉 작동유체의 압력이 회전스크롤과 고정스크롤의 축 방향으로 작용하여 회전스크롤과 고정스크롤이 서로 벌어지는 방향으로 상당한 힘을 받게 되고, 이 때문에 회전스크롤의 회전 동작이 원활하게 이루어지지 못하게 되는 문제가 있으며 이러한 문제를 보완하기 위해 회전스크롤의 측면에 형성된 플레이트의 후면에 지지베어링 등을 설치하여 회전스크롤이 축방향으로 쉽게 변위되지 않도록 하고 있으며 따라서 구조가 복잡해지게 된다.

한편, 스크롤 유닛에 있어서 회전스크롤과 고정스크롤을 배열할 때에는 회전스크롤이 고정스크롤을 기준으로 회전할 수 있도록, 예를 들면 회전스크롤의 중앙에 1개의 회전축을 배열하고 그 주위에 1개의 고정스크롤 회전축을 배열하는데, 이와 같이 2개의 회전축(주축과 종동축)이 근접하여 배열된 경우 한 개의 주축이 회전함에 따라 근접한 종동축이 같은 방향으로 회전하며, 주축과 종동축 및 크랭크축의 중심이 일치하는 시점에서 종종 종동축의 회전 방향이 흐트러져 종동축이 역회전하는 경우가 발생될 우려가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 일본 공개특허공보 제1996-128395호에서와 같이 3개의 회전축을 3각으로 배열한 형태의 스크롤 유닛이 제안되기도 하였으나, 이러한 구조의 스크롤 유닛에서는 작동유체를 압축 또는 팽창시키는 과정에서 작동유체의 압력에 의해 회전스크롤 또는 고정스크롤이 변형되면서 3개의 회전축 간의 위치 변동이 일어나고, 이로 인해 작동유체에 대한 안정적이고 균일한 압축 또는 팽창이 이루어지지 않는다는 또 다른 문제가 있다.

따라서 회전축의 회전 방향이 흐트러지지 않으며, 또한 구조적 건전성을 유지함으로써 작동 안정성이 향상된 스크롤 유닛의 개발이 요구된다.

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따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 스크롤 장치가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 구조가 간단하면서도 구조적 건전성을 강건하게 유지할 수 있으며, 또한 회전축의 회전 방향이 흐트러지지 않는 구조의 작동 안정성이 향상된 스크롤 유닛을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 스크롤 유닛을, 일 측면에 형성된 수용홈과, 수용홈에 돌출 형성된 나선 형상의 스크롤랩과, 수용홈의 중심부분에 형성된 제1, 2, 3축설치홈과, 수용홈에 형성되면서 스크롤랩의 양단 부분에 각각 위치되어 작동유체가 유출입하는 제1, 2통기공을 포함하는 본체와; 본체의 일 측면을 커버하도록 설치되며 제1, 2, 3축설치홈 형성 위치에 대응되는 위치에 각각 제1, 2, 3축설치홈이 형성되고, 제1축설치홈을 관통하는 주축관통공이 형성된 커버와; 수용홈에 설치되며, 제1, 2, 3축삽입공이 형성된 스크롤베이스와, 스크롤베이스에 나선 형상으로 연장 형성된 스크롤랩으로 이루어진 회전스크롤과; 제1축설치홈에 설치되어 일단은 본체에 의해 지지되고, 타단은 제1축설치홈과 주축관통공을 통과하여 상기 커버의 외측으로 돌출되는 주축 및; 제2, 3축설치홈에 각각 설치되어 일단은 본체에 의해 지지되고, 타단은 제2, 3축설치홈에 각각 설치되어 커버에 의해 지지되는 한 쌍의 보조축으로 이루어지고, 주축과 한 쌍의 보조축은 각각 수평방향으로 서로 편심되도록 설치하는 것에 의해 달성된다.

그리고 본 발명은 작동유체가 제1통기공을 통해 내부로 유입된 다음, 제2통기공을 통해 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 작동유체가 제2통기공을 통해 내부로 유입된 다음, 제1통기공(H1)을 통해 배출되도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이에 더하여 본 발명은 주축이 양단에 제1, 2면접촉부가 형성되며, 제1축삽입공에 삽입되어 양단이 각각 외측으로 돌출되는 삽입축과; 내부에는 상기 제1면접촉부가 삽입되는 삽입공이 형성되면서 외주면은 본체에 의해 지지되는 제1편심축 및; 내부에는 제2면접촉부에 삽입되는 삽입공이 형성되면서 주축관통공을 통과하여 커버의 외측으로 돌출 설치되는 제2편심축으로 이루어지는 것을 또 다른 특징으로 한다.

더욱이 본 발명은 한 쌍의 보조축이 양단에 제1, 2면접촉부가 형성되고, 제2, 3축삽입공에 삽입되어 양단이 각각 외측으로 돌출되는 삽입축과; 내부에는 제1면접촉부가 삽입되는 삽입공이 형성되며, 외주면은 본체에 의해 지지되는 제1편심축 및; 내부에는 제2면접촉부에 삽입되는 삽입공이 형성되며, 외주면은 커버에 의해 지지되는 제2편심축으로 이루어지는 것을 또 다른 특징으로 한다.

그리고 본 발명은, 제1, 2, 3축설치홈의 가상의 중심을 서로 연결하였을 때 정삼각형 또는 이등변삼각형을 이루는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명은 그 측면에 플레이트가 설치되지 않은 구조의 회전스크롤이 수용홈의 내부에 설치되어 나선 형상의 스크롤랩과의 상대 운동에 의해 작동유체를 팽창 또는 압축하기 때문에 작동유체가 팽창 또는 압축되는 과정에서 발생하는 압력이 주축 방향으로는 거의 작용하지 않으며, 따라서 본 발명은 종래의 스크롤 유닛에서와 같이 회전스크롤의 플레이트판에 작용하는 축방향의 하중을 견고하게 지지하기 위한 지지수단이 구비될 필요가 없어 구조가 간단하다는 장점이 있다.

또한 본 발명은 회전스크롤을 구성하는 블록 형상의 스크롤베이스에 주축과 2개의 보조축이 일체로 설치되기 때문에 압축 또는 팽창과정에서 작동유체의 압력이 회전스크롤에 작용하더라도 그 형상이 쉽게 변형되지 않고, 주축과 한 쌍의 보조축의 설치위치가 그대로 유지되면서 회전스크롤이 더욱 안정적으로 회전 동작된다.

이에 더하여 본 발명은 주축과 보조축이 일체로 이루어진 블록 형상의 회전스크롤의 스크롤베이스에 서로 이웃하여 3각형을 이루도록 밀집 배치함으로써 이들 3개의 회전축의 중심이 일직선상에 위치하는 경우가 배제되어 보조축의 역회전을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스크롤 유닛의 일실시예를 보인 사시도,
도 2는 도 1의 분리 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 본체에 대한 사시도,
도 4는 도 3의 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 커버의 예를 보인 사시도,
도 6은 도 5의 정면도,
도 7은 본 발명에 따른 회전스크롤의 에를 보인 사시도,
도 8은 도 7의 정면도,
도 9(a, b)는 본 발명에 따른 주축의 예를 보인 사시도 및 분리 사시도,
도 10은 도 9(a)의 단면도,
도 11(a, b)은 본 발명에 따른 보조축의 예를 보인 사시도 및 분리 사시도,
도 12는 도 11(a)의 단면도,
도 13은 도 1의 A-A선 단면도,
도 14는 도 1의 B-B선 단면도,
도 15는 도 1의 C-C선 단면도,
도 16 내지 도 19는 본 발명에 따른 스크롤 유닛의 사용 예를 보인 사용 상태도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 구동 안정성이 향상된 스크롤 유닛에 관한 것으로, 본 발명의 스크롤 유닛은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10), 커버(20), 회전스크롤(30), 주축(40) 및 보조축(50A, 50B)으로 이루어지며, 이하에서는 각각의 구성에 대해 상세히 설명한다.

본체(10)는 사각 박스 형상을 가지면서 그 일 측면에는 후술하는 회전스크롤(30)이 설치되는 프레임으로서 가능하며, 이러한 본체(10)는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 일 측면에 형성된 수용홈(11)과, 이 수용홈(11)에 돌출 형성된 나선 형상의 스크롤랩(12)과, 수용홈(11)의 중심 부분에 형성된 제1, 2, 3축설치홈(13A, 13B, 13C)과, 수용홈(11)에 형성되면서 스크롤랩(12)의 양단 부분에 각각 위치되는 제1, 2통기공(H1, H2)으로 이루어지고, 이때 제1, 2통기공(H1, H2)에는 각각 이들을 통해 작동유체가 선택적으로 유입 또는 배출되도록 작동유체 유입관 및 작동유체 배출관(도시되지 않음)이 연결된다.

그리고 제1, 2, 3축설치홈(13A, 13B, 13C)에는 각각 주축(40)과 보조축(50)의 일단을 지지하는 베어링(BR1)이 삽입 설치되며, 또한 본체(10)의 모서리 부분에는 각각 관통공(15)이 형성되고, 이들 관통공(15)과 후술하는 커버(20)의 관통공(22)에는 볼트(B)가 설치되어 이들 볼트(B)에 너트(N)가 체결됨으로써 본체(10)와 커버(20)가 서로 강건하게 밀착 결합된다.

이때 3개의 제1, 2, 3축설치홈(13A, 13B, 13C)은 가상의 중심을 서로 연결하였을 정삼각형 또는 이등변 삼각형을 이루도록 배치되고, 이들 축설치홈(13A, 13B, 13C)에는 각각 한 개씩의 회전축(주축, 보조축)이 고정 설치되며, 이러한 구조에 의해 회전축과 회전스크롤(30)이 더욱 안정되게 지지된다.

그리고 본체(10)의 일측면에는 둘레를 따라 O링설치홈(14)이 형성되고, 이 O링설치홈(14)에 O링(도시되지 않음)이 삽입 설치된 다음 본체(10)와 커버(20)가 서로 밀착 조립되고, 이에 의해 본체(10) 내부의 기밀성이 확보되어 수용홈(11)으로 공급된 작동유체가 외부로 누출되지 않는다.

수용홈(11)의 내부에 스크롤랩(12)이 돌출 형성된 본체(10)의 일측면을 커버하도록 본체(10)에 대응되는 크기의 사각 형상으로 형성되는 커버(20)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본체(10)의 제1, 2, 3축설치홈(13A, 13B, 13C)과 서로 대향하는 위치에 각각 제1, 2, 3축설치홈(21A, 21B, 21C)이 형성된다.

그리고 제1축설치홈(21A)에는 커버(20)를 관통하여 주축관통공(21A')이 형성되며, 이 주축관통공(21A')에 의해 후술하는 주축(40)의 일단이 커버(20)의 외측으로 돌출되도록 설치되고, 또한 제1, 2, 3축설치홈(21A, 21B, 21C)에는 각각 주축(40)과 한 쌍의 보조축(50A, 50B)의 일단이 회전 동작 가능하도록 베어링(BR2)이 삽입 설치된다.

본체(10)에 형성된 수용홈(11)에 삽입 설치되어 수용홈(11)에 돌출 형성되는 나선 형상의 스크롤랩(12)과의 상대운동에 의한 체적 변화에 의해 작동유체를 압축시키거나 또는 팽창시키는 회전스크롤(30)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 수용홈(11)의 내부에 설치되는 타원 형상의 스크롤베이스(31)와, 이 스크롤베이스(31)의 일단에 연장 형성된 나선 형상의 스크롤랩(32)으로 이루어지고, 또한 스크롤베이스(31)의 일측에는 본체(10)의 제1통기공(H)을 통해 작동유체가 급배기되기 위한 급배기포트(A)가 형성된다.

그리고 스크롤베이스(31)에는 본체(10)와 커버(20)에 의해 양단이 지지되는 주축(40)과 한 쌍의 보조축(50A, 50B)이 관통 설치되기 위한 제1, 2, 3축삽입공(31A, 31B, 31C)이 형성되고, 이들 제1, 2, 3축삽입공(31A, 31B, 31C)의 양단에는 각각 베어링(BR3, B4)이 설치되며, 따라서 3개의 회전축, 즉 주축(40)과 한 쌍의 보조축(50A, 50B)이 한 개의 스크롤베이스(31)에 공통으로 설치되어 베어링(BR3, BR4)에 의해 제1, 2, 3축삽입공(31A, 31B, 31C) 내에서 회전 동작된다.

상기와 같은 회전스크롤(30)은 스크롤베이스(31)가 일체형의 타원형의 블록으로 이루어지며, 이에 이해 압축 또는 팽창과정에서 작동유체의 압력이 회전스크롤(30)에 작용하더라도 그 형상이 쉽게 변형되지 않고, 따라서 주축(40)과 한 쌍의 보조축(50A, 50B)의 당초 설치위치가 그대로 유지되면서 회전스크롤(30)이 더욱 안정적으로 회전 동작된다.

본 발명은 상기와 같이 주축(40)과 보조축(50A, 50B)이 일체로 이루어진 블록 형상의 회전스크롤(30)의 스크롤베이스(31)에 서로 이웃하여 3각형을 이루도록 밀집 배치함으로써 이들 3개의 회전축의 중심이 일직선상에 위치하는 경우가 배제되어 보조축의 역회전을 방지할 수 있으며, 또한 3개의 회전축간의 간격이 견고하게 유지됨으로써 구조적 안정성과 작동 안정성이 대폭 향상된다.

회전스크롤(30)에 형성된 제1축삽입공(31A)에 관통 설치되면서 본체(10)와 커버(20) 사이에 설치되는 주축(40)은 복수 개의 베어링(BR1, BR2, BR3, BR4)에 의에 회전 가능하도록 지지되며, 이때 주축(40)의 어느 일단은 커버(20)의 주축관통공(21A')을 통해 외측으로 돌출되도록 설치되고, 이 돌출된 주축(40)에는 발전기(도시되지 않음) 또는 모터(도시되지 않음)가 연결 설치된다.

상기와 같은 구조의 주축(40)은 도 9(a, b), 도 10 및 도 13에 도시된 바와 같이 양단에 각각 평면형상으로 이루어지면서 일정 폭을 가지는 평면 형상의 제1, 2면접촉부(41A, 41B)가 형성되면서 제1축삽입공(31A)에 삽입된 다음 양단은 각각 회전스크롤(30)의 양 측면으로 각각 돌출되는 삽입축(41)과, 내부에는 제1면접촉부(41A)가 삽입되는 삽입공(42A)이 형성되면서 외주면은 본체(10)에 의해 지지되는 제1편심축(42)과, 내부에는 제2면접촉부(41B)가 삽입되는 삽입공(43A)이 형성되고 외주면은 주축관통공(21A')을 통과하여 커버(20)의 외측으로 돌출되도록 설치되는 제2편심축(43)으로 이루어지고, 이때 제2편심축(43)은 제1편심축(42)에 비해 상대적으로 길게 형성된다.

이때 삽입축(41)에 형성되는 제1, 2면접촉부(41A, 41B)는 위에서 설명한 바와 같이 평면 형상으로 이루어짐으로써 삽입축(41)의 단면은 반달 모양을 가지게 되고, 이들 삽입축(41)이 각각 삽입됨으로써 이들과 결합되는 삽입공(42A, 43A)도 반달 모양을 가지도록 형성되며, 이러한 구조에 의해 이들이 서로 조립하는 것만으로도 삽입축(41)과 제1, 2편심축(42, 43)이 일체로서 회전 동작하게 된다.

그리고 상기와 같은 주축(40)의 삽입축(41)의 중심선과 제1, 2편심축(42, 43)의 중심선은 각각 수평방향으로 일치하지 않고 상하로 일정 간격을 두고 서로 편심이 되도록 구성됨으로써 양측의 제1, 2편심축(42, 43)의 중심선을 기준으로 주축(40)이 회전 동작될 때 삽입축(41)이 편심 회전하면서 회전스크롤(30)이 함께 회전하게 된다.

회전스크롤(30)의 제2, 3축삽입공(31B, 31C)에 관통 설치되면서 그 양단은 각각 본체(10)와 커버(20)에 지지되는 한 쌍의 보조축(50A, 50B)은 도 11(a, b), 도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 양단에 일정폭의 제1, 2면접촉부(51A, 51B)가 형성되면서 제2, 3축삽입공(31B, 31C)에 삽입되어 양단은 각각 외측으로 돌출되는 삽입축(51)과, 내부에는 제1면접촉부(51A)가 삽입되는 삽입공(52A)이 형성되면서 외주면은 본체(10)에 의해 지지되는 제1편심축(52)과, 내부에는 제2면접촉부(51B)에 삽입되는 삽입공(52A)이 형성되면서 외주면은 커버(20)에 의해 지지되는 제2편심축(53)으로 이루어진다.

그리고 삽입축(51)의 제1, 2면접촉부(51A, 51B) 역시 주축(40)의 삽입축(41)에서와 똑같이 평면 절삭 가공에 의해 일정폭의 평면 형상을 가짐으로써 삽입축(51)의 단면은 반달 형상으로 가지게 되고, 이들과 결합되는 삽입공(52A, 53A)도 반달 모양을 가지도록 형성되며, 이러한 구조에 의해 이들이 서로 조립하는 것만으로도 삽입축(51)과 제1, 2편심축(52, 53)이 일체로서 회전 동작하게 된다.

상기와 같은 구조에 의해 주축(40)을 따라 회전스크롤(30)이 회전 동작하면서 본체(10)에 형성된 스크롤랩(12)을 따라 상대 운동할 때 한 쌍의 보조축(50A, 50B)은 회전스크롤(30)의 동작을 안내하게 되고, 그 결과 회전스크롤(30)의 정확한 회전 동작이 이루어진다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 스크롤 유닛은, 작동유체 유입관이 제1통기공(H1)에 연결되며 작동유체 배출관이 제2통기공(H2)에 연결됨으로써 작동유체가 본체(10)의 제1통기공(H1)을 통해 수용홈(11)으로 유입된 다음 제2통기공(H2)을 통해 배출되도록 구성되어 작동유체를 팽창시키는 팽창기로서 사용되거나, 또는 작동유체 유입관이 제2통기공(H2)에 연결되며 작동유체 배출관이 제1통기공(H1)에 연결됨으로써 제2통기공(H2)을 통해 작동유체가 본체(10) 내부로 유입된 다음 회전스크롤(30)의 운동에 의해 압축되어 제1통기공(H1)을 통해 배출되는 압축기로서 사용될 수 있는데, 이하에서는 본 발명의 스크롤 유닛을 팽창기로 사용할 때의 동작과 압축기로 사용할 때의 동작을 나누어서 간략히 설명한다.

본 발명의 스크롤 유닛을 팽창기로 사용할 때에는 주축(40)에 기어나 벨트풀리 또는 발전기를 설치한 다음, 도 16 내지 도 19에 도시된 바와 같이 제1통기공(H1)을 통해 압력을 가지는 작동유체가 본체(10)의 가운데 부분으로 유입되어 작동유체가 팽창하려는 팽창력이 회전스크롤(30)에 작용하게 되면 스크롤랩(12)과 회전스크롤(30)에 의해 형성되는 초승달 형상의 밀폐공간의 용적이 변하면서 회전스크롤(30)이 상대 회전하게 되고, 이에 의해 작동유체는 점차 회전스크롤(30)의 외곽 부분으로 이동하여 제2통기공(H2)을 통해 외부로 배출된다.

상기와 같은 동작이 연속하여 반복되면 작동유체의 팽창력에 의해 주축(40)이 회전 연속 동작되면서 동력이 발생되게 되며, 이에 의해 주축(40)에 설치된 기어나 벨트풀리를 통해 회전 동력이 그대로 사용되거나 또는 주축(40)에 설치된 발전기가 구동되면서 전기에너지가 생산된다.

다음, 본 발명에 따른 스크롤 유닛을 압축기로 사용할 때에는 위에서 설명한 팽창기와 반대 방향 즉, 도 16 내지 도 19에 있어서의 회전방향과 반대방향으로 동작하면서 도 19에서 도 16까지의 과정을 거치면서 회전스크롤(30)과 주축(40)이 회전 동작되며, 이때 주축(40)에는 구동모터(도시되지 않음)가 설치되며, 이에 의해 회전스크롤(30)이 모터에 의해 회전 동작된다.

그리고 제2통기공(H2)을 통해 유입된 작동유체가 본체(10)와 커버(20) 사이의 공간으로 공급되면 회전스크롤(30)의 회전 동작에 따른 밀폐공간의 용적이 작아지면서 그 밀폐공간에 유입된 작동유체가 점진적으로 압축되면서 가운데 부분에 형성된 제1통기공(H1)을 통해 압축된 작동유체가 배출되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 회전스크롤의 가운데 부분에 형성된 스크롤베이스에 3개의 회전축이 3각형을 이루면서 밀집 설치되기 때문에 압축 또는 팽창과정에서 작동유체의 압력이 회전스크롤에 작용하더라도 그 형상이 쉽게 변형되지 않으며, 또한 보조축의 역회전의 발생이 근본적으로 방지됨으로써 스크롤 유닛의 구조적 안정성과 동작 안정성이 대폭 향상된다.

10: 본체 11: 수용홈
12: 스크롤랩 13A: 제1축설치홈
13B: 제2축설치홈 13C: 제3축설치홈
14: O링설치홈 15: 관통공
20: 커버 21A: 제1축설치홈
21A': 주축관통공 21B: 제2축설치홈
21C: 제3축설치홈 22: 관통공
30: 회전스크롤 31: 스크롤베이스
31A: 제1축삽입공 31B: 제2축삽입공
31C: 제3축삽입공 32: 스크롤랩
40: 주축 41: 삽입축
41A: 제1면접촉부 41B: 제2면접촉부
42: 제1편심축 42A: 삽입공
43: 제2편심축 43A: 삽입공
50A, 50B: 보조축 51: 삽입축
51A: 제1면접촉부 51B: 제2면접촉부
52: 제1편심축 52A: 삽입공
53: 제2편심축 53A: 삽입공
A: 급배기포트 B: 볼트
BR1, BR2, BR3, BR4: 베어링 H1: 제1통기공
H2: 제2통기공 N: 너트

Claims

일 측면에 형성된 수용홈(11)과, 상기 수용홈(11)에 돌출 형성된 나선 형상의 스크롤랩(12)과, 상기 수용홈(11)의 중심부분에 형성된 제1, 2, 3축설치홈(13A, 13B, 13C)과, 상기 수용홈(11)에 형성되면서 상기 스크롤랩(12)의 양단 부분에 각각 위치되어 작동유체가 유출입하는 제1, 2통기공(H1, H2)을 포함하는 본체(10)와;
상기 본체(10)의 일 측면을 커버하도록 설치되며 상기 제1, 2, 3축설치홈(13A, 13B, 13C) 형성 위치에 대응되는 위치에 각각 제1, 2, 3축설치홈(21A, 21B, 21C)이 형성되고, 상기 제1축설치홈(21A)을 관통하는 주축관통공(21A')이 형성된 커버(20)와;
상기 수용홈(11)에 설치되며, 제1, 2, 3축삽입공(31A, 31B, 31C)이 형성된 스크롤베이스(31)와, 상기 스크롤베이스(31)에 나선 형상으로 연장 형성된 스크롤랩(32)으로 이루어진 회전스크롤(30)과;
상기 제1축설치홈(13A)에 설치되어 일단은 상기 본체(10)에 의해 지지되고, 타단은 상기 제1축설치홈(21A)과 주축관통공(21A')을 통과하여 상기 커버(20)의 외측으로 돌출되는 주축(40) 및;
상기 제2, 3축설치홈(13B, 13C)에 각각 설치되어 일단은 상기 본체(10)에 의해 지지되고, 타단은 상기 제2, 3축설치홈(21B, 21C)에 각각 설치되어 상기 커버(20)에 의해 지지되는 한 쌍의 보조축(50A, 50B)으로 이루어지고,
상기 주축(40)과 상기 한 쌍의 보조축(50A, 50B)은 각각 수평방향으로 서로 편심되도록 설치되며,
상기 주축(40)은 양단에 제1, 2면접촉부(41A, 41B)가 형성되며, 상기 제1축삽입공(31A)에 삽입되어 양단이 각각 외측으로 돌출되는 삽입축(41)과; 내부에는 상기 제1면접촉부(41A)가 삽입되는 삽입공(42A)이 형성되면서 외주면은 상기 본체(10)에 의해 지지되는 제1편심축(42) 및; 내부에는 상기 제2면접촉부(41B)에 삽입되는 삽입공(43A)이 형성되면서 상기 주축관통공(21A')을 통과하여 상기 커버(20)의 외측으로 돌출 설치되는 제2편심축(43)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 제1통기공(H1)에 작동유체 유입관이 설치되며 상기 제2통기공(H2)에 작동유체 배출관이 설치됨으로써, 작동유체가 상기 제1통기공(H1)을 통해 내부로 유입된 다음, 상기 제2통기공(H2)을 통해 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 제2통기공(H2)에 작동유체 유입관이 설치되며 상기 제1통기공(H1)에 작동유체 배출관이 설치됨으로써, 상기 작동유체는 상기 제2통기공(H2)을 통해 내부로 유입된 다음, 상기 제1통기공(H1)을 통해 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유닛.
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청구항 1 내지 청구항 3 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
상기 한 쌍의 보조축(50A, 50B)은 양단에 제1, 2면접촉부(51A, 51B)가 형성되며, 상기 제2, 3축삽입공(31B, 31C)에 삽입되어 양단이 각각 외측으로 돌출되는 삽입축(51)과;
내부에는 상기 제1면접촉부(51A)가 삽입되는 삽입공(52A)이 형성되며, 외주면은 상기 본체(10)에 의해 지지되는 제1편심축(52) 및;
내부에는 상기 제2면접촉부(51B)에 삽입되는 삽입공(52A)이 형성되며, 외주면은 상기 커버(20)에 의해 지지되는 제2편심축(53)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 유닛.
청구항 1에 있어서,
상기 제1, 2, 3축설치홈(21A, 21B, 21C)은 가상의 중심을 서로 연결하였을 때 정삼각형 또는 이등변삼각형을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 유닛.