KR20120025996A - Scroll fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압축기, 진공 펌프, 블로워, 팽창기 등의 스크롤 유체기계에 관한 것이다. The present invention relates to scroll fluid machines such as compressors, vacuum pumps, blowers, expanders, and the like.
양면에 랩이 있는 선회 스크롤의 중심부를 구동해서 선회 스크롤을 선회 운동시키는 구조의 스크롤 압축기가 제안되고 있다. 예를 들면 일본 특허 공개 공보 JP, 2010-77913,A (2010.4.8)에서 개시(開示) 하는 스크롤 유체기계는 구동축이 선회 스크롤의 중심부의 중공부(中空部)를 관통하고, 구동축이 양쪽에서 회전가능하게 지지된다. 구동축의 선회 스크롤의 중심부를 관통하는 중간부는 편심축으로 되어 있다. 편심 베어링이 편심축과 선회 스크롤의 사이에 설치되어 있다. Background Art A scroll compressor has been proposed in which a pivoting motion of a swinging scroll is driven by driving the center of a swinging scroll having a lap on both sides. For example, in the scroll fluid machine disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. JP, 2010-77913, A (2010.4.8), the drive shaft penetrates the hollow portion in the center of the turning scroll, and the drive shaft is on both sides. Rotatably supported. The intermediate part which penetrates the center part of the turning scroll of a drive shaft is an eccentric shaft. An eccentric bearing is installed between the eccentric shaft and the swing scroll.
기존의 스크롤 유체기계는 선회 베어링이 선회 스크롤의 중심부의 중공부(中空部)에 설치되어 있다. 압축기나 진공 펌프는 압축에 의해 유체가 온도변화 하기 때문에 선회 스크롤의 중심부가 고온이 된다. 팽창기는 선회 스크롤의 중심부로 고온 고압의 유체가 유입되기 때문에 선회 스크롤의 중심부가 고온이 된다. 그로 인해 선회 베어링이 고온이 되어, 선회 베어링의 내구성이 저하하는 문제가 있었다. 본 발명은 이와같은 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서 선회 베어링의 내구성이 높은 스크롤 유체기계를 제공하는 것을 목적으로 한다. In a conventional scroll fluid machine, a slewing bearing is installed in a hollow part in the center of a slewing scroll. In compressors and vacuum pumps, the fluid changes in temperature due to compression, resulting in a high temperature at the center of the swing scroll. Since the expander introduces a high temperature and high pressure fluid into the center of the swing scroll, the center of the swing scroll becomes a high temperature. Therefore, the slewing bearing became a high temperature and there existed a problem that durability of a slewing bearing falls. The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a scroll fluid machine having high durability of a slewing bearing.
청구항 1에 관한 발명은, 경판(鏡板)의 양면에 소용돌이 형상의 랩을 갖는 선회 스크롤 및 경판의 한쪽 면에 소용돌이 형상의 랩을 갖는 한 쌍의 고정 스크롤을 조합시켜서 구성된 스크롤 유체기계에 있어서, 중공(中空)의 선회축이 선회 스크롤의 중심부에 설치되어져서 고정 스크롤을 관통하고 있고, 회전축이 선회축의 중공부(中空部)를 관통해서 고정 스크롤의 외면측(外面側)에 설치된 한 쌍의 커버(Cover)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 선회 베어링이 선회축의 양단에 설치되어서, 회전축에 설치된 편심부에 감합(嵌合)되어 있고, 선회 스크롤의 자전 방지 기구가 선회축의 한쪽 끝에 설치된 것을 특징으로 한다. The invention according to
청구항 2에 관한 발명은, 편심부는 회전축의 선회 베어링에 대응하는 위치에만 설치되어 있고, 회전축의 편심부 간(間)은 회전 중심축과 동축(同軸)에 형성된 것을 특징으로 한다. The invention according to
청구항 3에 관한 발명은, 자전 방지 기구는, 한 쪽의 고정 스크롤에 연결해서 설치된 한 쌍의 고정측 키 홈과, 선회축에 설치되어서 선회 베어링을 수용하는 선회 베어링 하우징에 고정측 키 홈과 직교하도록 설치된 한 쌍의 선회측 키 홈과, 고정측 키 홈과 감합(嵌合)하는 한 쌍의 올덤 키, 및 선회측 키 홈과 감합되는 한 쌍의 올덤 키를 갖는 올덤 링에 의해 구성된 것을 특징으로 한다. According to a third aspect of the present invention, the rotation prevention mechanism is orthogonal to the fixed side key groove in a pair of fixed side key grooves connected to one fixed scroll and a swing bearing housing provided on the pivot shaft to accommodate the swing bearing. And an Oldham ring having a pair of swinging side key grooves, a pair of Oldham keys mating with the fixed side key grooves, and a pair of Oldham keys mating with the swinging side key grooves. It is done.
청구항 4에 관한 발명은 제1밸런스 웨이트가 선회축의 한쪽 끝쪽의 선회 베어링과 회전축을 한쪽의 커버에 회전가능하게 지지하는 회전 베어링의 사이의 회전축에 달려있고, 제2밸런스 웨이트가 선회축의 다른쪽 끝쪽의 선회 베어링과 회전축을 다른쪽의 커버에 회전가능하게 지지하는 회전 베어링의 사이의 회전축에 달려 있는 것을 특징으로 한다.
The invention according to
청구항 1에 관한 발명에 있어서는, 선회 스크롤 중심부에 마련된 선회축을 지지하는 선회 베어링은 선회축의 양단에 있고, 선회 베어링은 선회 스크롤 중심부에 없기 때문에, 선회 스크롤의 열은 선회 베어링에 잘 전달되지 않는다. 선회 스크롤 중심부가 고온이 되어도 선회 베어링은 고온이 안 된다. 따라서 선회 베어링의 내구성이 높아진다. 또 선회축의 지름을 작게 할 수 있으므로, 선회 스크롤의 지름을 작게 할 수 있다. 그로 인해 스크롤 유체기계를 소형화 할 수 있다. In the invention according to
청구항 2에 관한 발명에 있어서는, 회전축의 편심부는 선회 베어링부의 2곳뿐이다. 회전축의 그외의 부분은 편심되어 있지 않다. 원심력은 회전축의 편심되어 있지 않은 부분에는 발생하지 않는다. 그로 인해, 회전축의 변형이 작아진다. 따라서 스크롤 유체기계의 진동도 작아진다. In the invention according to
청구항 3에 관한 발명에 있어서는, 선회 베어링 하우징이 자전 방지 기구의 부품을 겸하므로 스크롤 유체기계의 부품수가 줄어든다. In the invention according to
청구항 4에 관한 발명에 있어서는, 제1, 제2밸런스 웨이트와 선회 베어링과의 거리를 짧게 할 수 있으므로, 회전축에 작용하는 모멘트(moment)를 작게 할 수 있고, 축의 변형을 억제할 수 있다.In the invention according to
(도면1)본 발명을 압축기에 실시한 형태 예를 보여주는 축방향 단면도
(도면2)도1의 단면과 직교 하는 면을 절단한 자전 방지 기구부의 단면도(Fig. 1) Axial sectional view showing an example of the embodiment of the present invention in a compressor
(Fig. 2) A cross-sectional view of the rotating prevention mechanism section cut off the surface perpendicular to the cross section of Fig. 1
도1 및 도2는 본 발명을 압축기에 실시한 형태 예를 보여준다. 선회 스크롤(1)이 압축기의 내부에 설치된다. 선회 스크롤(1)은 경판(1A)의 양면에 소용돌이 형상의 랩(1B)과 소용돌이 형상의 랩(1C)을 가진다. 제1고정 스크롤(2) 과 제2고정 스크롤(3) 사이에 선회 스크롤(1)을 끼운다. 제1고정 스크롤(2) 및 제2고정 스크롤(3)은 서로 고착(固着)되어 있다. 제1고정 스크롤(2)은 경판(2A)에 소용돌이 형상의 랩(2B)을 가진다. 제2고정 스크롤(3)은 경판(3A)에 소용돌이 형상의 랩(3B)을 가진다. 선회 스크롤(1)의 경판(1A) 및 랩(1B)과 제1고정 스크롤(2)의 경판(2A) 및 랩(2B)은 압축실(4)을 구성한다. 선회 스크롤(1)의 경판(1A) 및 랩(1C)과 제2고정 스크롤(3)의 경판(3A) 및 랩(3B)은 압축실(5)을 구성한다. 1 and 2 show an example of the embodiment of the present invention in a compressor. The
중공(中空)의 선회축(1D)이 경판(1A)의 반경방향의 중앙부에 설치된다. 선회축(1D)의 축방향의 한쪽 끝에 제1선회 베어링 하우징(11)이 고정된다. 제1선회 베어링 하우징(11)의 중심부에 제1선회 베어링(12)이 설치된다. 선회축(1D)의 축방향의 다른쪽 끝에 제2선회 베어링 하우징(13)이 고정된다. 제2선회 베어링 하우징(13)의 중심부에 제2선회 베어링(14)이 설치된다. 회전축(6)이 선회축(1D)의 중공부(中空部)를 관통한다. 제1고정 스크롤(2)은 뒷면에 원통부(2C)를 가진다. 커버(7)는 원통부(2C)의 끝면에 설치된다. 제1회전 베어링(8)이 커버(7)의 중심부에 설치된다. 제2고정 스크롤(3)은 뒷면에 원통부(3C)를 가진다. 커버(9)는 원통부(3C)의 끝면에 설치된다. 제2회전 베어링(10)이 커버(9)의 중심부에 설치된다. 회전축(6)의 한쪽 끝(6C)은 제1회전 베어링(8)에 의해 지지된다. 회전축(6)의 첨단은 커버(7)를 관통해서 외부(外部)까지 뻗어 있다. 씰 부재(seal 部材) (15)가 커버(7)의 중심부에 설치되어, 회전축(6)과 커버(7)의 사이를 씰 한다. 회전축(6)의 다른쪽끝(6D)은 제2회전 베어링(10)에 의해 지지된다. 회전축(6)의 2곳에 편심부(6A, 6B)가 형성된다. 회전축(6)의 편심부(6A)와 편심부(6B) 사이의 부분은 회전축(6)의 회전 중심축과 동축(同軸)에 형성된다. 제1선회 베어링(12)은 편심부(6A)와 감합한다. 제2선회 베어링(14)은 편심부(6B)와 감합(嵌合)한다. 다시 말해, 편심부(6A, 6B)는 회전축(6)의 제1, 제2선회 베어링(12, 14)에 대응하는 위치에만 설치되어 있다. The
제1선회 베어링 하우징(11)은 플랜지부(11A)를 가진다. 플랜지부(11A)는 선회측 키 홈(11B, 11B)을 가진다. 고정판(16)이 원통부(2C)의 내면에 고정된다. 올덤 링(17)이 플랜지부(11A)와 고정판(16)의 사이에 끼워진다. 올덤 링(17)은 올덤 키(17A, 17A)를 가진다. 올덤 키 (17A, 17A)는 선회측 키 홈 (11B, 11B)과 감합한다. The first
도2는 도1의 단면과 직교 하는 축방향 단면으로 자른 부분 단면도이다. 도2에서 보여주듯이 올덤 링(17)은 올덤 키(17A, 17A)및 반대측면의 올덤 키(17A, 17A)를 가진다. 올덤 키(17A, 17A)와 올덤 키(17B, 17B)는 직교 한다. 고정판(16)은 올덤 키(17B, 17B)와 대면하는 위치에 고정측 키 홈(16A, 16A)을 가진다. 즉 제1고정 스크롤(2)에 연결해서 한 쌍의 고정측 키 홈(16A, 16A)이 설치된다. 올덤 키(17B, 17B)는 고정측 키 홈(16A, 16A)과 감합한다. 올덤 링(17), 선회측 키 홈(11B, 11B), 고정측 키 홈(16A, 16A)에 의해 자전 방지 기구가 구성된다. 이 자전 방지 기구에 의해, 제1선회 베어링 하우징(11)은 회전이 방지되어 선회만 가능하다. 따라서 선회 스크롤(1)도 회전하지 않고 선회만 가능하다. FIG. 2 is a partial cross-sectional view cut along the axial cross section perpendicular to the cross section of FIG. As shown in Fig. 2, the
제1선회 베어링 하우징(11)은 씰판(Seal板)(11C)을 가진다. 한편 씰 링(Seal ring)(18)이 경판(2A)에 설치되어, 씰판(11C)과 경판(2A)의 사이를 씰 한다. 제2선회 베어링 하우징(13)은 플랜지부(13A)를 가진다. 한편 씰판(19)이 원통부(3C)의 내면에 장착된다. 씰 링(20)이 씰판(19)의 외주면에 설치된다. 씰 링(21)이 씰판(19)의 끝면에 설치된다. 씰 링(20) 및 씰 링(21)이 원통부(3C)의 내면 및 플랜지부(13A)의 끝면과 씰판(19)의 사이를 씰 한다. The first
커버(7)와 제1선회 베어링 하우징(11)의 사이에 웨이트실(Weight室) (27)이 형성된다. 제1밸런스 웨이트(Balance weight) (22)가 웨이트실(27)안에서 회전축(6)의 제1회전 베어링(8)과 제1선회 베어링(12)과의 사이에 장착된다. 커버(9)와 제2선회 베어링 하우징(13)의 사이에 웨이트실(28)이 형성된다. 제2밸런스 웨이트(23)가 웨이트실(Weight室) (28)안에서 회전축(6)의 제2회전 베어링(10)과 제2선회 베어링(14)의 사이에 장착된다. A
흡입구(24)가 고정 스크롤(2)의 외주부(外周部)에 설치된다. 경판(1A)의 선회축(1D) 인접부에 개구(開口)(38)가 설치된다. 토출실(25)이 고정 스크롤(3)의 경판(3A)의 배면부 (背面部)에 설치된다. 토출구(26)가 경판(3A)의 외주부에 설치된다. 압축기는 가대(架臺)(37)의 한쪽(37A) 위에 설치된다. The
전동기(29)가 가대(37)의 다른쪽(37B) 위에 설치된다. 전동기(29)의 구동축(29A)과 회전축(6)의 한쪽 끝(6C)은 동축상(同軸上)에 설치되어, 키등에 의해 헛돌지 않게 고정 되어서 커플링(30)에 의해 연결된다. The
오일 탱크(31)가 설치된다. 윤활유(32)가 오일 탱크(31)의 내부에 고인다. 오일 흡입관(33)이 오일 탱크(31)의 하부에 접속되어, 펌프(34)의 입구에 연결된다. 급유관(35)이 펌프(34)의 출구에 접속되어, 웨이트실(27) 및 웨이트실(28)의 상부에 연통 된다. 오일회수관(36)이 웨이트실(27) 및 웨이트실(28)의 하부에 접속되어, 오일 탱크(31)에 연통 된다. The
다음으로 본 압축기의 동작을 설명한다. 전동기(29)에 전류가 통하면, 구동축(29A)이 회전하고, 구동축(29A)과 연결된 회전축(6)이 회전한다. 회전축(6)이 회전하면 선회축(1D)이 자전 방지 기구에 의해 자전 방지되어서 편심 구동된다. 그 결과 선회축(1D)과 일체인 선회 스크롤(1)은 선회 운동한다. 그러면 가스는 압축실(4) 및 압축실(5) 안에서 부피가 감소되면서 외주(外周)에서 내주(內周)로 이동한다. 가스는 흡입구(24)로부터 흡입되어, 압축실(4) 및 압축실(5)에서 압축되어, 토출실(25)로 토출되어, 토출구(26)로부터 외부에 토출된다. 제1밸런스 웨이트(22) 및 제2밸런스 웨이트(23)에 의해, 선회 스크롤(1)의 원심력이 취소(Cancel) 된다. 이로 인해 진동은 거의 발생하지 않는다. Next, the operation of the compressor will be described. When an electric current flows through the
윤활유(32)가 오일 탱크(31)안에서 오일 흡입관(33)을 통하고, 펌프(34)에 의해 가압되어, 급유관(35)로부터 웨이트 실(27) 및 웨이트 실(28)에 적하(適下) 된다. 윤활유(32)는 제1회전 베어링(8), 제2회전 베어링(10), 제1선회 베어링(12), 제2선회 베어링(14), 올덤 키(17A, 17B)등에 공급되어, 이것들의 구름부나 접동부(摺動部)를 윤활한 후, 웨이트실(27) 및 웨이트실(28)의 하부에서 오일회수관(36)을 통해서 오일 탱크(31)로 되돌아간다. The lubricating
본 실시의 형태 예에 의하면, 제1선회 베어링(12) 및 제2선회 베어링(14)은 선회 스크롤(2)의 중심부에 없다. 따라서 제1선회 베어링(12) 및 제2선회 베어링(14)은 선회 스크롤(2)이 압축 열로 고온이 되어도 그 영향을 받기 어렵고, 그다지 고온이 되지 않는다. 즉 압축기의 내구성이 높아진다. According to the example of this embodiment, the
또, 선회축(1D)의 내부에 베어링이 없기 때문에, 회전축(6)의 외주와 선회축(1D)의 내주(內周)가 가까워 지고, 선회축(1D)의 지름(徑)을 작게 할 수 있다. 따라서 선회 스크롤(1), 제1고정 스크롤(2) 및 제2고정 스크롤(3)의 지름을 작게 할 수 있고, 압축기를 소형화 할 수 있다. In addition, since there is no bearing inside the turning
더욱이 선회 스크롤(1)은 제1선회 베어링(12) 및 제2선회 베어링(14)의 중간에 위치한다. 원심력 및 가스 하중은 제1선회 베어링(12) 및 제2선회 베어링(14)에 균등하게 걸린다. 따라서 선회 스크롤(1)은 경사가 생기지 않는다. Furthermore, the pivoting
또, 제1선회 베어링(12)과 제1회전 베어링(8)과의 거리 및 제2선회 베어링(14)과 제2 회전 베어링(10)과의 거리가 가깝다. 제1밸런스 웨이트(22)와 제1선회 베어링(12)과의 거리 및 제2밸런스 웨이트(23)와 제2선회 베어링(14)과의 거리도 가깝다. 그로 인해 회전축(6)에 작용하는 모멘트(moment)가 작고, 회전축(6)의 변형도 작다. In addition, the distance between the first swing bearing 12 and the first
이로 인해 선회 스크롤(1)은 고속으로 운전되어도 설정된 편심량으로 안정되게 운전된다. 따라서 압축기에 발생하는 진동이 작다. Thus, the
본 실시의 형태 예에서는 압축기를 설명했다. 그러나 본 발명은 진공 펌프, 블로워, 팽창기 등의 스크롤 유체기계에도 적용될 수 있다. In the example of this embodiment, the compressor was demonstrated. However, the present invention can also be applied to scroll fluid machines such as vacuum pumps, blowers, expanders, and the like.
1 선회 스크롤
2 제1고정 스크롤
3 제2고정 스크롤
8 제1회전 베어링
10 제2회전 베어링
11 제1선회 베어링 하우징
12 제1선회 베어링
13 제2선회 베어링 하우징
14 제2선회 베어링
22 제1밸런스 웨이트
23 제2밸런스 웨이트1 turn scroll
2 1st fixed scroll
3 Second fixed scroll
8 first rotating bearing
10 second rotating bearing
11 First Slewing Bearing Housing
12 first slewing bearing
13 Second Slewing Bearing Housing
14 Second Slewing Bearing
22 1st Balance Weight
23 2nd balance weight
Claims (4)
중공(中空)의 선회축이 상기 선회 스크롤의 중심부에 설치되어져서 상기 고정 스크롤을 관통하고,
회전축이 상기 선회축의 중공부(中空部)를 관통해서 상기 고정 스크롤의 외면측(外面側)에 설치된 한 쌍의 커버(Cover)에 의해 회전가능하게 지지되어,
선회 베어링이 상기 선회축의 양단(兩端)에 설치되어, 상기 회전축에 설치된 편심부에 감합(嵌合)되고,
상기 선회 스크롤의 자전 방지 기구가 상기 선회축의 한쪽 끝에 설치된 것을 특징으로 하는 스크롤 유체기계. In a scroll fluid machine comprising a swinging scroll having a spiral wrap on both sides of a hard plate and a pair of fixed scrolls having a spiral wrap on one side of the hard plate,
A hollow pivot shaft is provided at the center of the pivot scroll to penetrate the fixed scroll,
The rotating shaft is rotatably supported by a pair of covers installed on the outer surface side of the fixed scroll through the hollow portion of the pivot shaft.
Slewing bearings are provided at both ends of the swivel shaft, and are fitted to eccentric portions provided on the swivel shaft,
And a rotating prevention mechanism of the swing scroll is provided at one end of the pivot shaft.
상기 회전축의 상기 편심부간은 회전 중심축과 동축(同軸)에 형성된 것을 특징으로 하는 제1항의 스크롤 유체기계. The eccentric part is provided only at a position corresponding to the pivot bearing of the rotating shaft,
The scroll fluid machine of claim 1, wherein the eccentric portion of the rotation shaft is formed coaxially with the rotation center axis.
한 쪽의 상기 고정 스크롤에 연결해서 설치된 한 쌍의 고정측 키 홈과,
상기 선회축에 설치되어서 상기 선회 베어링을 수용하는 선회 베어링 하우징에 상기 고정측 키 홈과 직교 하도록 설치된 한 쌍의 선회측 키 홈과,
상기 고정측 키 홈과 감합되는 한 쌍의 올덤 키, 및
상기 선회측 키 홈과 감합되는 한 쌍의 올덤 키를 가지는 올덤 링에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항의 스크롤 유체기계. The rotation prevention mechanism,
A pair of fixed side keyways installed in connection with one of said fixed scrolls,
A pair of swing side key grooves provided on the pivot shaft and installed to be orthogonal to the fixed side key grooves in the swing bearing housing that accommodates the swing bearings;
A pair of Oldham keys fitted with the fixed side keyway, and
The scroll fluid machine of claim 1 or 2, characterized by an Oldham ring having a pair of Oldham keys engaged with the pivoting key groove.
제2밸런스 웨이트가 상기 선회축의 다른쪽 끝쪽의 상기 선회 베어링과 상기 회전축을 다른쪽의 상기 커버에 회전가능하게 지지하는 회전 베어링의 사이의 상기 회전축에 달려있는것을 특징으로 하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 청구항의 스크롤 유체기계.
A first balance weight depends on the rotating shaft between the rotating bearing at one end of the rotating shaft and the rotating bearing rotatably supporting the rotating shaft on one cover;
A second balance weight depends on the rotating shaft between the rotating bearing on the other end of the rotating shaft and a rotating bearing rotatably supporting the rotating shaft on the cover on the other side. The scroll fluid machine of claim 1.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010200099A JP5109042B2 (en) | 2010-09-07 | 2010-09-07 | Scroll fluid machinery |
JPJP-P-2010-200099 | 2010-09-07 |
Publications (2)
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