KR880004261Y1 - 스크로울 콤프레서(scroll compressor) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스크로울 콤프레서(scroll compressor)

제1도는 스코로울 콤프레서의 정단면도.

제2(a)도,제2(b)도 제1도에 있어서 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면의 작용 설명도.

제3도는 제1도에 있어서 Ⅲ의 부분의 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스크로울 콤프레서 3 : 밀폐용기

3C : 케이스 3S : 밀폐뚜껑

5 : 회전구동장치 7 : 압축장지부

9A : 구동실 9B : 압축장지실

11 : 프레임 13 : 연통(演痛)구멍

15 : 토출관 19 : 배플(baffle)판

21 : 고정자철심 23 : 회전자

25 : 회전축 25E : 편심부

27 : 윤활유 29 : 윤활유 흡입구멍

33 : 밸런서(balancer) 35 : 스크로울 날개

37 : 흡입실 39 : 고정경판

41 : 압축실 43 : 선회 스크로울 날개

45 : 선회 경판 47 : 보울트

49 : 토출포오트 51 : 흡입포오트

51N : 잘라낸 부분 53 : 흡입관

55 : 끼워맞춤부 57 : 돌기부

59 : 저압실 61 : 오울딤링(Oldham ring)

61N : 아래쪽 철부(凸部) 63 : 안내흠

65 : 안내흠 67 : 유도밸브

69 : 핀

본 고안은 스크로울 콤프레서와 관련되는, 좀더 자세하게는 압축해야할 가스를 효과적으로 흡입할 수 있도록한 고압형 스크로울 콤푸레서에 관한 것이다.

스크로울 콤프레서는 소용돌이 형태의 날개를 한쪽에 갖춘 원판형상의 경판(鏡板)을 서로 짜 맞추어서, 서로의 날개를 여러곳에서 미끄럼 접합하게 하여 압축실을 형성한 구성으로 되어있다.

스크로울 콤프레서는 한쪽의 경판이 다른쪽의 경판에 대하여 선회(편심) 운동하게 하여 서로의 날개가 미끄럼접합부분을 바깥둘레쪽에서 부터 안 둘레쪽으로 점차 이동시켜 서로의 날개 사이의 압축실에 흡입된 가스를 바깥 둘레쪽에서 부터 안둘레쪽으로 점차로 압축시키는 것이다. 일반적으로, 고압형의 스크로울 콤프레서에 있어서는 모우터와 같은 회전 구동장치와 가스를 압축하는 압축장치부가 밀폐용기 내에 내장되어 있다.

압축해야할 가스, 예를 들면 공기는 밀폐용기 내에 들어 있는 흡입관을 통과하여 압축장치부의 바깥둘레에 있는 한군데 또는 여러군데의 입구로 부터 압축실로 들어간다. 압축된 고압가스가 압축실에서 밀폐용기 내의 각 부분을 통과한 후에 밀폐용기로 부터 외부로 토출되는 구성으로 되어있다.

따라서 가스의 압축시에 발생하는 열에 의해 밀봉용기 전체가 가열되어 있으므로 흡입가스의 밀봉용기내 경로가 길면 흡입가스가 가열되게 된다.

또, 회전이 자유로운 한쪽 경판의 제1면인 바깥쪽면, 즉 압축실과 반대쪽면에 밀폐용기 내의 고압이 작용하고, 다른쪽의 고정경판에 강력히 내리누르는 힘이 작용함에 따라 경판 사이의 마찰력이 크게 되면서 열을 발생시키므로 흡입가스가 가열되어 진다.

이와 같이 흡입 포오트에서 빨아들여진 가스가 압축실로 인도되기 이전에 가열되면 초출 중량 유량이 감소되므로 그 만큼 콤프레서 용량을 악화시킨다.

또한, 종래의 스크로울 콤프레서에 있어서는 가스가 항상 흡입되어서 압축공정의 타이밍에 맞지 않는 가스가 압축부내에 체류하고, 가스 흡입을 단속적(斷續的)으로 행하기 위해 스크로울 날개에 근접하여 가스 흡입용 포오트를 구성한 경우에 가스 흡입용 포오트의 지름을 날개의 두께 보다 크게 할수 없다는 제한이 있어서 유로 저항을 자개할수 없다는 문제가 있다.

또한 경판 사이의 압축실에 고정경판을 통하여 냉각액체를 빨아들이는 액분사의 개념은 선행기술에서 개시되어 있지만 흡입가스 그 자체를 고정경판을 통하여 공급하는 기술은 선행 기술에는 없다.

본 고안의 제1목적은 스크로울 콤프레서에 있어서 흡입 포오트에서 압축 장치부로 흡입되어진 가스가 압축실로 인도되기 이전에 가열되는 것을 최소한으로 억제한 스크로울 콤프레서를 제공하는데 있다.

본 고안의 제2의 목적은, 스크로울 콤프레서에 있어서 단속적인 가스 흡입을 위한 포오트를 설치하는 동시에 해당 포오트의 지름을 크게하여서 가스 흡입유량을 증대시킨 스크로울 콤프레서를 제공하는 것이다.

본 고안의 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 제1특징에 의하면 소용돌이 형태의 날개를 한 고정 경판에 가스의 흡입포오트를 형성하고 이 흡입포오트에서 압축실로 가스가 직접적으로 흡입되도록 구성하여 된 것이다.

본 고안의 제2특징에 의하면 스크로울 날개의 움직임에 대응하여 가스를 흡입 차단하도록 흡입포오트를 구성하고, 해당 흡입포오트를 스크로울 콤프레서의 고정경판에 뚫어서 설치하고 그 포오트의 직경을 스크로울 날개의 두께 보다 크게 하고 있다.

제1도를 참조로 하게되면 총괄적으로 부호"1"로 표시한 스크로울 콤프레서는 밀폐용기(3)내에 내장되 모우터와 같은 회전 구동장치(5)와 가스의 압축을 행하는 압축장치부(7)로 되었다.

밀폐용기(3)는 바닥부분을 갖춘 원통형상의 케이스(3C)와 케이스(3C)에 밀폐 고정한 밀폐뚜껑(3S)으로 구성된다.

밀폐용기(3)내에는 밀폐용기(3) 내를 구동실(9A)과, 압축장치실(9B)로 나누는 대략 원판형상의 프레임(11)이 일체적으로 고정되어 있고 이 프레임(11)에는 구동실 (9A)과 압축장치실(9B)을 연통하는 연통구멍(13)이 뚫어져 있다.

또한 연통구멍(3)에서 반대쪽으로 떨어진 위치에는 밀폐용기(3)에 설치된 토출관(15)과 구동실(9A)을 연통하는 잘라낸 흠형상의 연통로(17)가 구성되어 있고 이 연통로(17)의 입구 부근에는 배플판(19)이 부착되어 있다.

이 배플판(19)은 구동실(9A)에서 토출관(15)으로 고압가스가 기름을 혼합한체로 직접적으로 유출하는 것을 방지하는 작용을 하는 것이고, 또한 고압가스가 접촉하므로서 가스 중에 혼합된 윤활유를 배플판에 부착시켜서 분리하는 작용을 하는 것이다.

회전 구동장치(5)는, 본 실시예에 있어서는 모우터로 된 것으로서, 고정자 철심시(21)은 전술한 구동시(9A)내에 있어서 케이스(3C)에 일체적으로 부착되어 있고 회전자(23)는 전술한 프레임(11)의 중앙부에 수직으로 회전이 자유롭게 지지된 호전축(25)에 일체적으로 부착되어 있다.

회전축(25)의 아래끝 부분은 케이스(3C)내의 바닥부분에 저장한 윤활유(27)내에 몰입돼 있다.이 회전축(25)의 축심부는 회전시에 윤활유(27)을 흡입하는 윤활유 흡입구멍(29)이 축심부에 대하여 적절히 경사지게 뚫어서 설치되어 있고, 이 흡입구멍(29)은 프레임(11)등과 회전축(5)의 축받이 부분에 설치된 여러개의 공급구(31)등에 연결되어 있다.

또한 흡입구멍(29)은 도시한 예에서는 경사져 있지만 반지름 방향의 유로부분이 있는 다른형식도 가능하다.

또한 회전축(25)의 윗끝부분에는 회전축(25)의 축심에 대하여서는 적절히 편심으로 된 편심부(25E)가 형성되어 있는 동시에 진동을 적개하기 위하여 편심부(25E)와 균형을 이룬 밸런스(33)가 편심하여 부착되어 있다.

전술한 구성에 따라 회전축(25)이 회전시에는 축받이 부분등으로 윤활유 자동적으로 공급되어 원활한 작동이 확보되는 것이다.

압축 장치부(7)는 전술한 압축장치실(9B)내에 배치되어 있고 제1의 즉 고정 스코로울 날개(35)와 반원호 형상의 흡입실(37)을 갖춘 원판형상의 고정경판(39)과, 제1의 고정 스크로울 날래(35)와 여러군데에서 미끄러져 움직이도록 접촉하여 압축실(41)을 여러군데에 형성하는 제2의 즉 선회 스크로울 날개(43)를 갖춘 원판형상의 선회경판(45)등으로 구성되어 있다.

이 선회경판(45)의 제1면에 즉, 압축실쪽과 반대쪽면에 회전축(25)이 부착되어 있다. 고정경판(39)은 여러개의 보울트(47)에 의해 프레임(11)에 밀착 고정되어 있고, 이 고정경판(39)의 대략 중앙부에는 압축된 고압가스를 압축장치실(9B)내로 토출하는 토출 포오트(49)가 뚫어져 있다.

또한 전술한 제1의 스크로울 날개(35) 또는 고정경판(39)과, 제2의 스크로울 날개(43)와의 접합으로 형성된 압축실(41)의 가장 바깥쪽에 대응하는 위치부분에 있어서 고정경판(39)의 제1면 즉 압축실 쪽의 면에는 가스를 흡입하기 위한 흡입호오트(51)가 뚫어져 있고, 이 흡입 포오트(51)에는 고정경판의 제2면 즉, 압축실과 반대쪽의 면에서 흡입관(53)이 접속되어 있다.

도시한 실시예에서는 제3도에 나타낸 바와 같이 흡입포오트(51)의 일부는 제1의 스크로울 날개(35)의 일부에 잘라낸 부분(51N)을 설치한 형태로서 형성되어 있다.

따라서 흡입관(53)에서 흡입 포오트로 들어간 흡입가스는 압축실 가장 바깥둘레 부분의 구석부분 즉, 제1의 스크로울 날개와 전술한 고정경판(39)의 제1면에 걸쳐 형성된 트인곳으로 부터 나오게 된다.

제1도, 제2도에서는 흡입 포오트가 제1의 스크로울 날개 (35)에 의해 절반이 가려진 형태로 되어 있는 것을 알수 있다.

제2의 스크로울 날개가 흡입포오트에 대하여 움직여서 흡입포오트를 열고 혹은 제1의 스크로울 날개에 접촉하므로서 흡입 포오트를 닫는다.

다시 말하면, 제2의 스크로울 날개가 흡입포오트를 열었을때 흡입포오트의 트인 곳의 크기가 압축실내에서 최대한 크게되고, 흡입 포오트를 닫았을때, 흡이포오트를 제2의 스크로울 날개가 폐쇄하여 흡입가스가 차단된다.

제2(a)도는 제2의 스크로울 날개가 도면 왼쪽으로 움직여서 흡입 포오트를 열고, 제2(b)도는 제2의 스크로울 날개가 도면 오른쪽으로 움직여서 흡입포오트를 닫고 있다.

이상의 구조에 의해서 흡입포오트(51)의 지름은 제3도에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이 제2의 스크로울 날개 (43)의 두께와 대략 같은 지름 혹은 보다 큰 지름으로 형성할 수 있다.

본 실시예에서는 압축실을 점대칭적으로 구성하여 압축율을 향상시키기 위하여흡입포오트(51)를 대칭적으로 두군데 설치하고 있지만 흡입포오트는 한군데 또는 보다 많이 설치 할 수 있고 비대칭적으로 설치해도 좋다.

전술한 선회경판(45)은 일체적으로 갖춘 제2의 스크로울 날개(43)가 제1의 스크로울 날개(35)와 여러군데에 있어서 미끄러져 움직일 수 있도록 접촉하므로 고정경판의 제1면과 선회경판의 제2면 사이의 여러군데에 압축실(41)을 형성 하도록 제1도에 나타낸 바와 같이 고정경판(39)과 서로 짜 맞추어져 있다.

선회경판(45)의 제1면의 중앙부에는원통형상의 끼워 맞춤부(55)가 형성되어 있고, 이 끼워맞춤부(55)내에는 전술한 회전축(25)의 편심부(25E)가 회전이 자유롭게 끼워 맞추어져 있다. 또한 전술한 선회경판(45)의 제1면은 전술한 프레임(11)에 형성한 환상의 돌기부의 단면에 미끄러져 움직일수 있도록 자유롭게 지지되어 있다.

돌기부(57)의 바깥쪽에는 전술한 흡입실(37)과 연통이 자유로운 저압실(59)이 형성되어있고, 이 저압실(59)내에는 오울덤링이 설치되어 있다. 상기 오울덤링(61)은 선회경판(45)의 회전시에 고정경판(39)에 대한 선회경판(45)의 방향성을 항상 일정하게 유지하는 작용을 하는 것으로서, 오울덤링(61)의 아래면에는 지름 방향으로 뻗은 아래쪽 철부(凸部)(61L)가 형성되어 있고, 윗면에는 이래쪽 철부(61L)에 대하여 직각 방향으로 뻗은 윗쪽철부(도시생략)가 형성되어 있다.

이 오울덤링(61)의 아래쪽 철부(61L)는 저압실(59)의 바닥부분에 형성된 안내흠(63)에 미끄러져 움직이기 자유롭게 걸어 맞추어져 있고, 윗쪽 철부는 선회경판(45)의 제1면에 형성된 안내흠(65)과 미끄러져 움직이기 자유롭게 걸어 맞추어져 있다.

이에 따라 나중에 기술하는 바와 같이, 선회경판의 회전으로 인해서 흡입가스를 압축하도록 제2의 스크로울 날개가 움직여 진다.

또한 제2(a)도, 제2(b)도에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이 전술한 흡입포오트 (51)의 근처에는 흡입포오투(51)에서 빨아들여진 가스를 압축실(41) 방향으로 유도하는 유도 밸브(67)즉 배플이 설치되어 있다.

유도밸브(67)는 본 실시예에 있어서는 선회 스크로울날개(43)의 폭과 대략 동등한 폭의 판 스프링으로 된 것으로서, 그 기부(基部)는 핀(69)을 끼워서 고정경판(39)에 지지되어 있고, 선단부는 선회 스크로울 날개(43)에 밀어 눌려 맞닿아 있다. 이상과 같은 구성에 있어서 회전구동장치(5)에 의해서 회전축(25)이 회전하게 되면 회전축(25)의 편심부(25E)가 편심 회전하게 된다.

따라서 선회경판(45)은 오울덤링(61)에 의해서 방향성이 일정하게 유지된체 회전되고, 선회경판(45)의 스크로울 날개(43)는 제2(a)도, 제2(b)도에서 상하 좌우 방향으로 변위한다. 이때 제2의 스크로울 날개(43)를 제2(a)도, 제2(b)도에서 시계회전 방향으로 회전시키면 고정경판(39)의 제1의 스크로울 날개(35)와 선회경판(45)의 제2의 스크로울 날개(43)의 여러개의 미끄럼 접합위치(CP)는 제2(a)도, 제2(b)도에서 바깥둘레쪽에서 점차로 안둘레쪽으로 이동하여 압축실(41)을 점차로 축소한다.

따라서 압축실(41)내의 가스는 압축되어서 토출 포오트(49)로 부터 압축 장치실(9B)내로 토출된다. 압축장치실(9B)로 토출된 고압가스는 연통구멍(3)을 거쳐 구동실(9A)에 이르러, 토출판(15)에서 외부로 토출된다.

이때 고압가스는 배플판(19)에 접촉하여 함유한 윤활유를 배플판에 부착하여 토출시키게 된다. 전술한 바와 같이 회전구동장치(5)에 따라 선회경판(45)을 회전하여 가스의 압축을 행하려고 할때에 가스의 흡입은 흡입관(53)을 거쳐서 흡입포오트(51)에서 행하여 진다.

전술한 흡입포오트(51)의 지름은, 전술한 바와 같이 비교적크게 형성하고 있으므로, 유지저항이 작아지고 가스의 흡입은 효과적으로 행할 수가 있다.

또한 압축실(41)로의 유입은 흡입포오트(51)에서 직접적으로 행하여지므로, 가스가 가열되는 일없이 압축 효율및 체적효율이 향상한다. 또한 흡입포오트51)에서 흡입도는 가스는 일부분은 저압실(59)로 유입하고 해당 저압실을 저압으로 유지하지만, 대부분은 유도밸브(67)에 의해서 압축실(41)쪽으로 유도 안내되어 효율이 좋은 흡입압축이 행하여 진다. 지금까지 본 고안의 실시에 대하여 기술했는데, 이 분야에 있어서 숙련된 자이면 이 명세서를 읽음으로써 다른 방법으로도 실시가 가능하며, 따라서 본 고안은 본 명세서에 기술된 방법에만 한정되는 것은 아니다.

Claims (1)

1. 밀폐용기(3)와, 그 밀폐용기(3)를 구동실(9A)과 압축장치실(9B)로 분리하는 프레임(11)과, 이 프레임(11)에 회전이 자유롭게 지지된 회전축(25)과, 이 회전축을 구동하는 구동실(9A)내에 설치된 회전구동장치(5)와, 둘레벽과 그 안쪽에 배치된 제1의 즉 고정스크로울 날개(35)를 가지며 압축장치실(9B)에서 고정 스크로울 날개(35)쪽을 프레임(11)에 대향하여 그 프레임911)에 고정된 고정경판(39)과, 고정경판(39)의 고정 스크로울 날개(35)에 여러군데에서 접촉되어 압축실(41)을 구성하도록 형성된 제2의 즉 선회 스크로울 날개(43)가 있으며 고정경파(39)과 프레임(11)사이에 개재되어 회전축(25)에 형설된 편심축에 의해서 회전구동 되는 선회경판(45)과, 이 선경회경판(45)과 프레임(11)사이에 있는 선회경판(45)의 회전을 규제하는 오울덤링과, 압축실(1)의 둘레 가장자리 부분에 외부에서 가스를 도입하는 흡입관(53) 및 흡입 포오트(51)로 이루어진 가스 흡입로와, 압축실(41)의 대략 중앙부분을 압축장치실(9B)을 통하여 구동실(9A)에 연통시키는 가스 토출로로 구성된 스크로울 콤프레서에 있어서, 상기 흡잊관(53)이 고정경판(39)의 제2면에 수직으로 접속되어 흡입가스를 직접 압축실(41)로 공급할 수 있도록 되어 있으며, 흡입포오크(51)가 고정 스크로울 날개(35)의 일부와 고정경판(39)의 일부를 절개하여 형성된 것을 특징으로 하는 스크로울 콤프레서.