KR100300633B1

KR100300633B1 - 스크롤 압축기

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Publication number: KR100300633B1
Application number: KR1019970049591A
Authority: KR
Inventors: 이사오 하야세; 고이치 이나바; 고이치 세키구치; 겐이치 오시마; 이사무 츠보노; 마사히로 다케바야시; 아츠시 시마다; 다케히로 아키자와
Original assignee: 가나이 쓰도무; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 2002-06-24
Also published as: US6769888B2; MY127510A; US20040247476A1; US6589035B1; JP3874469B2; US20030190247A1; CN1192512A; US7137796B2; US7118358B2; JPH10110688A; TW436584B; US20060051226A1; CN1247899C; MY120705A; US7354259B2; KR19980032422A; CN1102205C; CN1441167A; US20060057010A1

Abstract

스크롤 압축기에 관한 것으로서, 광범위한 압력운전범위에 있어서 전단열 효율 및 신뢰성이 높은 스크롤 압축기를 제공하기 위해, 양스크롤부재를 끌어당기는 힘을 스크롤부재의 배면에 흡입압보다 일정값만큼 높은 압력을 가하기 위한 배면 과흡입압영역을 마련하고, 또 압축실의 압력이 토출압보다 높을 때만 압축실과 토출계를 연통하는 제어바이패스를 마련하였다.

이것에 의해, 광범위한 압력운전범위에 있어서 전단열효율 및 신뢰성이 높고 사용상 편리한 스크롤 압축기를 제공할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

스크를 압축기

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것이다. 고정스크롤과 선회스크롤의 압축작용애 의해 양스크롤을 주축방향으로 서로 분리하려고 하는 축방향 가스력(분리력)을 저감하기 위해서 선회스크롤 배면에 토출압과 흡입압의 중간의 압력을 도입하여분리력을 없애는 인력을 발생시키고 있다. 그러나, 이 중간의 압력은 흡입압에 비례한 값이므로 예를 들면 고속회전에서 저속회전으로 이행했을 때 등 배압이 과잉으로 되어 선회스크롤과 고정스크롤 사이의 스러스트력이 커지고 각 랩의 이끝 이뿌리(齒先齒底)의 슬라이딩마찰이 증대하여 기계효율이 저하한다는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위해 일본국 특허공고공보 평성2-60873호(문헌 1)에 기재된 스크롤 압축기에서는 배압실과 흡입공간을 밸브를 거쳐서 연통하여 과잉압력을 방출시키도록 하고 있다.

상기한 분리력은 선회스크롤과 고정스크롤에 의해 형성되는 압축실부의 유체의 압력분포와 토출실의 유체의 압력인 토출압으로 결정된다. 여기에서, 극단적으로 스크롤랩의 감기수가 작은 경우를 제외하고 토출실의 축선방향에 있어서의 투영면적은 압축실측의 전체영역의 축선방향에 있어서의 투영면적과 비교해서 작으므로 (토출포트와 연통하기 직전의 압축실은 다른 압축실의 합계 면적보다 작다), 분리력에 차지하는 토출압의 영향은 우선 1차 근사로서 생략할 수 있다. 또, 압축실부의 유체의 압력분포(각각의 압축실의 압력의 크기)는 그 스크롤 압축기의 압축비가 설계상 결정되어 있으므로, 극단적으로 큰 내부누출이 없는 한 대부분 흡입압에만 의존한다. 이상에 의해 통상의 경우 분리력은 흡입압만으로 결정되는 것을 알 수 있다.

한편, 인력은 분리력에 대항해서 양경판을 끌어당기기 위해 가하는 힘이므로, 스크롤부재의 하중변형의 관점에서 보아 그 크기는 분리력과 항상 거의 동일한레벨인 것이 바람직하다. 또, 그 경우 스크롤부재와 그 지지부재 사이에 작용하는 부세력도 작아지지만, 이들 사이에 상대운동이 있는 경우에는 그곳에서의 마찰손실이나 마모의 위험성을 저감할 수 있으므로 역시 인력의 크기는 분리력과 항상 거의 동일한 레벨인 것이 바람직하다.

그러나, 실제로는 스크롤부재에는 축선방향과 수직인 방향의 유체로 부터의 힘이나 원심력 등이 가해지므로, 인력은 이들에 의해 발생하는 전환모먼트에도 대항하지 않으면 안된다. 이 때문에, 운전조건마다 스크롤부재의 경판을 끌어당길 수 있는 크기중에서 부세력이 최소로 되는 인력을 발생시키는 제어를 거는 것이 이상적으로 되지만, 코스트를 고려하면 특별한 경우를 제외하고 현실적으로는 불가능하다.

그 때문에, 실제의 인력부가수단은 인력의 크기가 요구되는 운전범위 전역에 있어서 분리력의 크기에 경전모멘트에 대항하기 위한 추가분을 부가한 값을 실현하는 비교적 단순한 기구를 고려한다. 상술한 바와 같이 분리력은 대략 흡입압에 의해 결정되므로 인력부가수단은 흡입압에 의존한 기구로 하는 것이 합리적이다.

상술한 문헌 1에서는 그 구체적인 1방법으로서 흡입압 + 일정값(과흡입압값)과 같은 흡입압에 의존한 압력을 갖는 배면 과흡입압영역을 마련해서 인력을 발생시키고 있다. 스크롤 압축기는 일정 용적비의 압축기이므로 극단적으로 감기수가 작은 스크롤랩시를 제외하고 흡입압이 높아지면 압축실측의 압력이 그것에 따라 높아져 분리력도 증대한다. 구체적으로 말하면 흡입압이 몇배로 되면 분리력도 마찬가지의 배율로 증대한다. 이 때문에, 흡입압이 높은 조건일 때 분리력이 커지고,이 조건시에 가장 큰 과흡입압값이 요구된다. 이 값이 압축기의 과흡입압값으로 된다.

그러나, 운전빈도가 높기 때문에 고성능이나 고신뢰성이 요구되는 정격조건은 운전범위의 중앙부근에 마련되므로 흡입압도 운전시에 요구되는 흡입압범위의 중앙부근으로 된다. 이 때문에, 정격조건시의 흡입압과 압축기의 과흡입압값을 결정한 흡입압은 크게 다르므로 정격조건시에는 과잉 크기의 인력이 가해져 고정스크롤부재와 선회스크롤부재 사이의 부세력이 증대하고 슬라이딩손실 및 마모의 위험성이 증대하여 성능 및 신뢰성의 저하를 발생시킨다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 압축기의 운전영역에 있어서의 인력의 변동이 적은 스크롤 압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 제1 실시예의 종단면도,

도 2는 냉동사이클용 압축기로서 사용된 경우의 운전이 요구되는 압력영역

도 3은 제1 실시예의 냉방정격조건시의 하중계산결과의 그래프,

도 4는 제1 실시예의 냉방중간조건시의 하중계산결과의 그래프,

도 5는 제1 실시예의 냉방최소조건시의 하중계산결과의 그래프,

도 6은 제1 실시예의 난방정격조건시의 하중계산결과의 그래프,

도 7은 제1 실시예의 난방중간조건시의 하중계산결과의 그래프,

도 8은 제1 실시예의 난방최소조건시의 하중계산결과의 그래프,

도 9는 제1 실시예의 토출압이 가해지는 영역의 설명도,

도 10은 제1 실시예의 고정스크롤부재의 반대의 스크롤랩측에서 본 평면도,

도 11은 제1 실시예의 부재의 흡입측 역지밸브 근방의 평면도,

도 12는 제1 실시예의 선회스크롤부재의 평면도,

도 13은 제1 실시예의 압축행정의 설명도,

도 14는 제1 실시예의 바이패스밸브판의 평면도,

도 15는 제1 실시예의 바이패스밸브판의 리테이너의 평면도,

도 16은 제1 압력차 제어밸브(도 1의 P부)의 종단면도,

도 17은 제2 실시예의 압축기의 종단면도,

도 18은 제2 실시예의 압력차 제어밸브(도 17의 P부)의 종단면도,

도 19는 제3 압축기의 종단면도,

도 20은 제3 실시예의 압력차 제어밸브(도 19의 P부)의 종단면도,

도 21은 제3 실시예의 선회스크롤부재의 사시도,

도 22는 제3 실시예의 비선회스크롤부재의 사시도,

도 23은 제3 실시예의 스토퍼부재의 사시도,

도 24는 제4 실시예의 압축기의 종단면도,

도 25는 제4 실시예의 압력차 제어밸브(도 24의 P부)의 종단면도,

도 26은 제4 실시예의 압력격벽을 제거한 압축기 상면도,

도 27은 제4 실시예의 비선회스크롤부재의 중앙부 상면도,

도 28은 제4 실시예의 바이패스밸프의 상면도,

도 29는 제4 실시예의 리테이너의 상면도,

도 30은 제5 실시예의 압력차 제어밸브(도 1의 P부)의 종단면도.

상기 목적은 선회스크롤, 이 선회스크롤과 서로 맞물리는 비선회스크롤, 상기 선회스크롤의 배면부에 마련된 배압실, 이 배압실로 유체를 도입하는 경로, 이 배압실과 흡입압력영역을 연통하는 연통로 및 상기 배압실의 압력과 흡입압력의 차에 따라서 상기 연통로를 개폐하는 개폐수단을 구비한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 선회스크롤과 상기 비선회스크롤에 의해 형성되어 토출구와 연통하지 않는 압축실과 이 압축실외의 공간을 연통하는 연통구멍, 이 토출구로 부터의 유체가 흐르는 토출측공간, 상기 압축실외의 공간과 이 토출측공간을 접속하는 공간 및 상기 연통구멍에 마련되어 이 연통구멍을 개폐하는 수단을 구비하는 것에 의해 달성된다.

또, 상기 목적은 경판과 그것에 세워 마련되는 소용돌이형상의 스크롤랩을갖고 자전하지 않고 선회운동하는 선회스크롤부재, 경판과 그것에 세워 마련되는 소용돌이형상의 스크롤랩을 갖고 이 선회스크롤부재와 맞물려지는 비선회 스크롤부재, 이들 스크롤부재가 맞물려지는 것에 의해 형성되는 압축실의 유체의 압력에 의한 상기 양스크롤부재의 경판을 분리하려는 분리력에 대항해서 상기 양스크롤부재의 경판을 끌어당기는 인력을 각각의 상기 스크롤부재에 가하는 인력부가수단, 상기 인력과 상기 분리력의 차분인 부세력의 반력을 각각의 상기 스크롤부재애 발생시키는 스크롤지지부재, 유체를 상기 압축실에 도입하는 흡입계 및 상기 압축실내에서 가압한 유체를 외부로 도출하는 토출계를 구비한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 압축실의 압력이 상기 토출계내의 압력인 토출압보다 높을 때 상기 압축실과 상기 토출계를 연통하는 제어바이패스를 구비하는 것에 의해 달성된다.

또, 상기 목적은 경판과 그것에 세워 마련되는 소용돌이형상의 스크롤랩을 갖고 자전하지 않고 선회운동하는 선회스크롤부재, 경판과 그것에 세워 마련되는 소용돌이형상의 스크롤랩을 갖고 상기 선회스크롤부재와 맞물려지는 비선회스크롤부재, 이들 스크롤부재가 맞물리는 것에 의해 형성되는 압축실의 유체의 압력에 의한 상기 양스크롤부재의 경판을 분리하는 분리력에 대항해서 상기 양스크롤부재의 경판을 끌어당기는 인력을 발생하는 인력부가수단, 상기 인력과 상기 분리력의 차분인 부세력의 반력을 상기 스크롤부재에 발생시키는 스크롤지지부재, 유체를 상기 압축실에 도입하는 흡입계 및 상기 압축실내에서 가압한 유체를 외부로 도출하는 토출계를 구비한 스크롤 압축기에 있어서, 상기 비선회스크롤부재의 스크롤지지부재를 상기 선회스크롤부재로 하고, 상기 인력부가수단은 상기 비선회스크롤부재 배면에 마련된 배면 과흡입압영역에 상기 흡입계내의 압력인 흡입압보다 큰 압력을 가하는 수단이고, 상기 압축실의 압력이 상기 토출계내의 압력인 토출압보다 높을 때 상기 압축실과 상기 토출계를 연통하는 제어바이패스를 구비하는 것에 의해 달성된다.

본 발명을 비선회스크롤부재가 케이싱에 대해서 고정된 고정스크롤부재로 하고 선회스크롤부재의 경판의 반대의 압축실측인 선회배면에 배면 과흡입압영역을 마련하고 요구되는 운전압력조건범위에서 선회스크롤부재의 스크롤지지부재를 상기 고정스크롤부재로 한 즉 선회스크롤부재를 상기 고정스크롤부재에 눌러붙이는 가로배치형의 선회플로트식 스크롤 압축기에 실시한 제1 실시예를 도 1 및 도 3∼도 16에 따라 설명한다. 도 1은 압축기의 종단면도, 도 3은 냉방정격조건시의 하중계산결과의 그래프, 도 4는 냉방중간조건시의 하중계산결과의 그래프, 도 5는 냉방최소조건시의 하중계산결과의 그래프, 도 6은 난방정격조건시의 하중계산결과의 그래프, 도 7은 난방중간조건시의 하중계산결과의 그래프, 도 8은 난방최소조건시의 하중계산결과의 그래프, 도 9는 토출압이 가해지는 영역의 설명도, 도 10은 고정스크롤부재의 스크롤랩측에서 본 평면도, 도 11은 고정스크롤부재의 반대의 스크롤랩측에서 본 평면도, 도 12는 토출압이 가해지는 영역의 설명도, 도 13은 압축행정의 설명도, 도 14는 바이패스밸브판의 평면도, 도 15는 바이패스밸브판의 리테이너의 평면도, 도 16은 압력차 제어밸브의 종단면도이다. 또한, 이 예는 직경이 40mm∼ 500mm정도의 것이다.

우선, 구조를 설명한다. 도 1에 있어서, 선회스크롤부재(3)은 경판(3a)에 스크롤랩(3b)가 세워 마련되고 그 배면에는 선회축받이(3w)를 삽입한 축받이지지부 (3s), 선회올덤홈(3g), (3h)가 마련된다. 고정스크롤부재(2)는 도 10, 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 스크롤랩 이끝(齒先)면과 동일면인 비선회기준면(2u)를 마련하고 그곳에 주위홈(2c)를 형성한다. 그리고, 이뿌리(齒底)에는 4개의 바이패스구멍(2e)가 마련된다. 여기에서 바이패스구멍(2e)를 4개 마련한 이유는 형성되는 모든 압축실(6)에 항상 바이패스구멍을 개구시키기 위해서이다. 도 1에 있어서 이 바이패스구멍(2e)를 덮도록 리이드밸브판인 바이패스밸브판(23) 및 그의 밸브판 (23)의 개구도(開口度)를 제한하는 리테이너(23a)를 바이패스나사(50)에 의해 고정한다. 중앙부근에는 토출구멍(2d)가 개구되어 있다.

또, 도 10, 도 11에 있어서 이뿌리면의 바깥쪽 가장자리측에 흡입용 패임부 (2q)를 마련하고 그곳에 배면에서 흡입파이프(54)를 삽입하기 위한 흡입구멍(2v)를 마련한다. 이 흡입구멍(2v)에 상기 흡입파이프(54)를 삽입하지만 그때 밸브체(24a)와 역지밸브 스프링(24c)를 삽입하고 흡입측 역지밸브(24)를 형성한다. 또, 고정스크롤부재(2)의 외주에 토출가스 및 오일을 흐르게 하는 여러개의 유통홈(2r)을 마련한다. 그리고, 그 중의 1개에는 모터선(77)을 통과시킨다. 도 10, 도 11에 있어서, 상기 주위홈(2c)애 배면에서 밸브구멍(2f)를 뚫고 테이퍼형상의 밸브실면(2p)를 마련한다. 그리고, 이 밸브구멍(2f)의 측면에서 흡입실과 통해 있는 흡입홈(2j)에 흡입측 도통로(2i)를 마련한다.

도 16과 같이 이 밸브구멍(2f)에 구형상의 밸브체(100a)와 차압밸브 스프링 (100c)를 삽입하고 스프링위치 결정 돌기(100h)에 상기 차압밸브 스프링(100c)의한쪽끝을 삽입한 상태로 밸브캡(100f)를 상기 밸브구멍(2f)보다 직경이 큰 밸브캡 삽입부(2k)에 압입하여 차압제어밸브(100)을 형성한다. 이 때, 상기 차압밸브 스프링(100c)는 압축되어 상기 밸브체(100a)를 상기 밸브실면(2j)에 눌러붙인다. 이 누름력은 과흡입압값을 결정하므로, 이것을 결정하는 치수인 상기 밸브구멍(2f)의 깊이, 상기 캡삽입부(2k)의 깊이, 상기 밸브체(100a)의 직경, 상기 차압밸브 스프링 (100c)의 스프링정수, 자연길이, 스프링직경은 정밀도 좋게 관리하지 않으면 안된다. 또, 상기 밸브캡(100f)의 외경을 상기 밸브캡 삽입부(2k)의 직경보다 작게 하고 누름력이 정규의 값으로 되는 곳에서 이 밸브캡(100f)를 넓혀서 고정하는 방법도 있다. 이 방법의 경우에는 상기한 각 부의 치수나 스프링정수의 값을 정밀도 좋게 관리할 필요가 없어지므로 양산성이 향상한다는 효과가 있다. 이들 2가지의 방법 모두 조립완료시에는 상기 밸브캡(100f)의 외주부와 상기 밸브캡 삽입부(2k)의 내주부 사이는 완전하게 실(seal)되어 있지 않으면 안된다. 이 실을 완전한 것으로 하기 위해서 접착이나 용접을 실행해도 좋다.

도 1로 되돌아가서 프레임(4)에는 외주부에 상기 고정스크롤부재(2)를 부착하는 고정부착면(4b), 그 내측에 선회삽입면(4d)가 마련된다. 또, 그 내측에는 올덤링(5)를 프레임(4)와 선회스크롤부재(3) 사이에 배치하므로 프레임 올덤홈(4e), (4f)(모두 도시하지 않음)를 마련한다. 또, 중앙부에는 축실(4a)와 주축받이(4m)을 마련하고, 그 스크롤측에 축을 지지하는 축스러스트면(4c)를 마련한다. 그 축실 (4a)와 주축받이(4m) 사이의 공간을 향해 프레임측면에 가로구멍(4n)이 개구되어 있다. 외주면에는 가스 및 오일의 유로로 되는 여러개의 유통홈(4h)가 마련된다.그리고, 그 중의 1개에는 모터선(77)을 통과시킨다.

올덤링(5)의 한쪽면에 프레임돌기부(5a), (5b)(모두 도시하지 않음)가 마련되고 다른 한쪽면에는 선회돌기부(5c), (5d)가 마련된다.

축(12)에는 내부에 축급유구멍(12a), 주축받이 급유구멍(12b), 축실 급유구멍(12c), 부축받이 급유구멍(12i)가 마련된다. 또, 그 상부에는 직경이 확대된 밸런스유지부(12h)가 있고 그곳에 축 밸런스(49)가 압입된다. 또, 편심부(12f)가 마련된다.

회전자(15)는 적층강판(15a)에 자기를 띠지 않은 영구자석(도시하지 않음)을 내장하고 양끝에 회전자 밸런스(15c), (15p)를 마련한다.

고정자(16)에는 적층강판(16b)의 외주부에 압축성가스나 오일의 유로로 되는 여러개의 고정자홈(16c)가 마련되어 있다. 그러나, 이 고정자홈(16c) 대신에 상기 적층강판(16b)의 내부에 가로구멍을 뚫어도 좋다.

이들 구성요소를 다음과 같이 조립한다. 우선, 상기 프레임(4)의 주축받이 (4a)에 상기 축밸런스(49)가 압입된 상기 축(12)를 삽입하고 상기 회전자(15)를 압입 또는 소결고정한다. 또, 상기 올덤링(5)를 상기 프레임 올덤홈(4f), (4e)에 상기 올덤링(5)의 프레임돌기부(5a), (5b)를 삽입하여 상기 프레임(4)에 장착한다. 또, 상기 선회스크롤부재(3)을 그 선회올덤홈(3g), (3h)에 상기 올덤링의 선회돌기부(5c), (5d)를 삽입하고 선회축받이(3w)에 상기 축(12)의 상기 편심부(12f)를 삽입하면서 선회삽입면(4d)상에 장착한다. 이 선회스크롤부재(3)에 상기 고정스크롤부재(2)를 맞물리게 하고 상기 축(12)를 회전시키면서 회전토크의 최소로 되는 위치에서 커버나사(53)에 의해 상기 프레임(4)에 상기 고정스크롤부재(2)를 고정시킨다. 이 때, 상기 선회스크롤부재(3)의 상기 경판(3a)의 두께가 상기 선회삽입면 (4d)와 비선회기준면(2u)의 간격보다 10∼20㎛정도 작게 되도록 하고, 상기 선회스크롤부재(3)과 상기 고정스크롤부재(2)의 축선방향에 있어서의 최대 이간거리를 규정한다. 또, 선회스크롤부재(3)의 배면에 선회 과흡입압영역(99)를 마련한다. 다음에 미리 상기 고정자(16)을 소결고정함과 동시에 가스누출통로(88a)를 갖는 가스커버(88)이 용접된 상기 축받이지지판(18)을 스폿용접한 원통케이싱(31)에 상기 조립부를 삽입해서 상기 프레임의 측면에 가접용접을 실행한다. 이것에 이해, 상기 회전자(12)와 상기 고정자(16)에 의해 모터(19)를 형성하고, 상기 축받이지지판(18)과 상기 프레임(4) 사이에 모터실(62)를 형성한다. 다음에, 상기 축받이지지판(18)의 중앙부의 구멍에서 돌출된 상기 축(12)의 한쪽 끝이 축받이 하우징(70)에 장착된 구면축받이(72)의 원통구멍에 삽입되도록 상기 축받이 하우징을 조립하고, 상기 축(12)의 회전토크를 검출하면서 축받이 하우징(70)의 위치를 조정하고 그 회전토크가 최소로 되는 위치에서 상기 축받이 하우징(70)을 상기 축받이지지판(18)에 스폿용접한다. 그리고, 급유관(71)을 용접한 급유캡(90)을 실(73)을 사이에 두고 상기 축받이 하우징(70)에 끼워 넣는다. 여기에서 급유관(71)은 급유캡(90)을 상기 축받이 하우징(70)에 끼워 넣은 후에 아래쪽으로 구부린다. 그리고, 상기 원통케이싱(31)에 토출관(55)가 상부에 용접된 바닥케이싱(21)을 용접하여 오일저장실(80)을 형성한다. 급유관(71)의 선단 부근에는 자석(89)가 마련된다. 또, 상기 원통케이싱(31)에 히메틱단자(22)가 상부에 용접된 상부 케이싱(20)을 상기 허메틱단자(22)의 내부측 단자에 모터선(77)을 장착해서 용접하고 고정배면실(61)을 형성한다.

다음에, 동작을 설명한다. 상기 모터(19)가 회전하는 것에 의해 상기 축(12)가 회전하여 상기 선회스크롤부재(3)이 선회운동한다. 여기에서, 상기 올덤링(5)가 있으므로 상기 선회스크롤부재(3)의 자전이 방지된다. 이 동작에 의해 흡입실(60)내의 압축성가스가 양스크롤부재 사이에 형성되는 압축실(6)으로 들어가 압축되고 상기 토출구멍(2d)에서 고정배면실(61)로 토출된다. 상기 고정배면실(61)로 토출된 압축성가스는 상기 고정스크롤부재(2) 및 상기 프레임(4h)의 외주에 있는 유통홈 (2r) 및 (4h)를 통해 상기 모터실(62)로 들어간다. 그 모터실에 들어간 압축성가스는 상기 고정자홈(16c)를 통과하면서 모터(19)를 냉각시킨다. 이 과정에서 압축성가스는 상기 모터(19)의 각 부와 충돌하여 그 중에 포함되어 있는 오일을 분리시킨다. 분리된 오일은 상기 모터실(62)의 하부로 떨어진다. 상기 모터실(62)로 들어간 압축성가스는 토출파이프(55)를 통해 외부로 배출된다. 여기에서, 상기 모터실(62)내부의 압축성가스는 작은 통기구멍(18b)를 통과하여 상기 오일저장실(80)의 상부로 유입되므로, 그 유로저항에 의해 상기 오일저장실(80)의 압력은 상기 모터실 (62)의 압력보다 낮아진다. 이것에 의해 상기 모터실(62)의 윤활유(56)은 오일도입구멍(18a)를 통해서 상기 오일저장실(80)으로 유입된다. 이때, 가스도 동시에 상기 오일저장실(80)으로 유입되고, 상기 오일저장실(80)내의 윤활유(56)중을 기포가 상승하지만 상기 가스배출통로(88b)내를 기포가 상승하기 때문에 상기 급유관(71)로는 기포가 유입되지 않아 축받이의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 특유의 효과가 있다.

이상에 의해, 상기 모터실(62)의 유면이 상기 회전자(15)나 상기 축(12)에 걸리는 일 없이 윤활유(56)을 소형의 압축기내부에 축적하는 것이 가능하게 되므로, 고신뢰성의 가로배치형 압축기를 소형으로 실현할 수 있다는 본 실시예 특유의 효과가 있다.

그러나, 상기 선회스크롤부재(3)의 상기 경판(3a)의 두께가 상기 선회삽입 면(4d)와 비선회기준면(2u)의 간격보다 10∼20㎛정도 작게 되도록 하여 상기 선회스크롤부재(3)과 상기 고정스크롤부재(2)의 축선방향에 있어서의 최대 이간거리를 규정하고 있으므로, 모터기동시에는 선회스크롤부재(3)의 선회속도를 그때에 허용되는 선회스크롤부재의 최고값 예를 들면 6000rev/min으로 하면 요구되는 운전영역의 최대의 흡입압까지 충분히 낮출수 있고, 또 토출압을 흡입압보다 과흡입압 이상으로 상승시킬 수 있다. 이 결과, 상기 모터실(62)의 압력이 흡입압보다 과흡입압 이상으로 높아지고 이 압력의 오일 및 그곳에 용해되어 있는 압축성 가스가 상기 축 급유구멍(12a)를 경유해서 상기 선회축받이(3w)와 상기 편심부(12f) 사이 및 상기 주축받이(4m)과 상기 축(12) 사이를 통해 상기 선회스크롤부재(3)의 배면인 상기 배면 과흡입압영역(99)로 유입되어 상기 선회스크롤부재(3)을 고정스크롤부재 (2)에 눌러붙인다. 이것에 의해, 스크롤랩의 이끝 이뿌리 사이의 틈새가 정규의 값으로 되어 정상인 압축운전을 실행한다. 이와 같이, 외부의 힘을 빌리는 일 없이 압축기 스스로 기동하는 것이 가능하게 되므로 사용상 편리함이 향상한다는 효과가 있다.

그러나, 상기 선회축받이(3w)와 상기 편심부(12f) 사이 및 상기 주축받이 (4m)과 상기 축(12) 사이는 축받이 틈새이므로 매우 좁게 되어 있어 이들의 축받이를 윤활해서 상기 과흡입압영역(99)로 유입되는 오일 및 그것에 용해되어 있는 압축성가스에 있어서는 스로틀유로로 되어 있다. 이 때문에, 압력손실에 의해 상기 배면 과흡입영역(99)의 압력은 토출압 즉 흡입압 + 과흡입압값보다 반드시 저하한다. 기동시에는 분리력에 의해 상기 선회스크롤부재(3)의 배면이 상기 선회삽입면 (4d)에 눌려붙여져 밀폐공간으로 되어 있으므로, 상기 배면 과흡입압영역(99)의 압력은 흡입압 + 과흡입압값까지는 확실하게 상승해 간다. 이것에 의해, 축받이에 의한 압력손실이 있어도 상기 선회삽입면(4d)의 작용에 의해 압축기 스스로 기동하는 것이 가능하게 된다. 여기에서, 본 실시예에 있어서 토출압이라는 것은 토출구멍(2d)의 압력을 나타내는 것이 아니라 고정배면실(61)의 압력을 나타낸다. 이 압력은 토출구멍의 압력 및 사이클의 압력에 의해 결정된다.

그러나, 이와 같이 최대 이간거리를 규정하는 것에 의해 기동하여 정상운전으로 이행한 압축기에 있어서, 상기 배면 과흡입압영역(99)에는 상기 주축받이(4m) 및 상기 선회축받이(3w)애서 유입되는 오일 및 압축성가스가 항상 유입된다. 이 압축성가스나 오일은 선회스크롤부재(3)이 고정스크롤부재(2)에 눌려붙여지는 것에 의해 틈새가 생긴 선회배면과 상기 선회삽입면(4d) 사이를 통해서 상기 압력차 제어밸브(100)이 개구되어 있는 상기 주위홈(2c)로 유입한다. 그리고, 이 압축성가스나 오일은 이 압력이 흡입압보다 상기 과흡입압값만큼 높아졌을 때 상기 차압밸브 스프링(100c)의 누름력을 극복하여 상기 밸브체(100a)를 이동시키고, 이것에 의해형성된 밸브실면(2p)와 그 밸브체(100a)의 틈새를 통해 상기 밸브구멍(2f)로 유입되고, 상기 흡입측 도통로(2i) 및 상기 흡입홈(2j)를 통해 상기 흡입실(60)으로 배출된다. 이것은 압축기 중에서 토출계에서 흡입계로 단락하는 흐름이고 스크롤랩에 있어서의 내부누출과 동일한 것이므로 극력 적게 하는 것에 필요하다. 금회는 상기 과흡입압영역(99)로 압력을 도입하는 토출배면유로가 축받이틈새이기 때문에 스로틀유로로 되어 있고, 이 유로량은 매우 작으므로 압축기의 성능저하는 발생하지 않는다.

또, 상기 고정스크롤부재(2)의 경판(2a)에는 4개의 바이패스구멍(2e)가 마련되어 있지만, 도 13에서 알 수 있는 바와 같이 이것에 의해 형성되는 모든 압축실에 항상 바이패스구멍이 개구된다. 여기에 상기 바이패스밸브판(23)이 덮도록 바이패스 나사(50)에 의해 고정되어 바이패스밸브가 형성된다. 이 바이패스밸브는 상기 압축실(6)의 압력이 토출계의 상기 고정배면실(61)의 압력보다 커지면 열리게 된다. 이것에 의해, 상기 고정배면실(61)의 압력은 토출압이기 때문에 이 바이패스밸브는 상기 압축실(6)의 압력이 토출압보다 높을 때 상기 압축실(6)과 상기 토출계를 연통시키게 되어 제어바이패스로 되어 있다.

이하, 이와 같이 압력차 제어밸브 및 제어바이패스밸브를 스크롤 압축기에 동시에 채용한 작용효과를 설명한다. 요구되는 운전범위가 고흡입압시에 설계용적비에 대응하는 설계압력비가 압력비보다 큰 과압축운전으로 되는 경우(즉, 압축실내부의 압력이 압축기 챔버내의 압력보다 높은 경우) 고흡입압시에는 압축실측의 압력은 제어바이패스밸브가 작동하고 압축실내부의 압력은 토출압보다 대폭으로는커지지 않기 때문에, 선회스크롤과 고정스크롤을 분리하려고 하는 분리력은 과압축 때문에 발생한 분리력에 비해 저하한다. 정격조건시와 비교하면 분리력을 극복하여 양스크롤을 끌어당기기 위한 필요 인력은 흡입압의 증가배율 보다 낮아진다. 이것에 의해 과흡입압값은 제어바이패스가 없는 경우에 비해 낮게 설정할 수 있으므로(압축기 운전영역에 있어서의 최대분리력을 낮게 억제할 수 있다) 운전범위 전역에 걸쳐서 인력을 작게 할 수 있고, 분리력이 작은 경우라도 과흡입압값을 작게 억제할 수 있으므로 과잉 인력을 발생하는 일이 없다.

이것에 의해 스크롤부재의 변형이 억제되고 압축실의 실 관리가 용이하게 되어 내부누출을 억제해서 전단열효율의 향상을 실현할 수 있다는 효과가 있다. 또, 선회스크롤부재와 그 지지부재가 상대운동을 갖는 구성인 경우에는 슬라이딩부에 작용하는 부세력이 저감되므로, 그것에 있어서의 슬라이딩손실이나 마모의 위험성이 저감되고 전단열효율이나 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다는 효과가 있다. 특히, 높은 전단열효율이나 신뢰성이 요구되는 정격조건시에 있어서 부세력은 대폭으고 작아지고 전단열효율이나 신뢰성을 한층더 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

그러나, 이 제어바이패스는 일본국 특허공개공보 소화58-128485호(문헌 2)에 개시되어 있다. 이 문헌 2에서는 과압축의 압력조건시에 압축실의 압력이 토출압보다 높아지는 것을 회피하고 지압선도의 팽창을 축소시켜 열유체손실을 저감하여 전단열효율을 향상시킨다는 것이다. 상기 실시예에 있어서도 마찬가지의 효과도 있다. 그러나, 이 문헌에 기재된 기술에서는 압축실내부의 최대압력을 토출압 근방의 값으로 해서 인력을 발생시키기 위한 수단의 인력을 특히 흡입압에 가산되는 과흡입압값을 저감시키고 압축실내의 압력이 낮은 경우에 발생하는 과잉인력을 방지하고 마찰손실 등을 저감하는 작용효과에 대해서는 전혀 언급되어 있지 않다. 즉, 압력차 제어밸브와 제어바이패스밸브를 병용하는 경우의 작용효과는 전혀 언급되어 있지 않다.

일반적으로 냉동사이클에서는 그 운전능력을 증가시키기 위해 흡입압을 저하시키고 동시에 토출압을 상승시키는 운전압력조건의 변화를 실행한다. 예를 들면 냉동사이클중의 스로틀밸브를 조일 수 있는 가동밸브가 없는 경우에는 압축기 회전수를 증가시킨다. 반대로 그 운전능력을 감소시키기 위해서는 흡입압을 상승시키고 동시에 토출압을 저하시키게 된다.

따라서, 냉동사이클중에 사용되는 압축기에 요구되는 압력운전범위는 도 2에 도시된 바와 같은 경향으로 된다. 횡축에 흡입압, 종축에 토출압을 취한 그래프상에서 우측상승영역(해칭을 실시한 타원의 범위)으로 된다. 이 그래프에서 흡입압이 높아지면 높아질수록 과압축이 심한 조건(압축기의 압축비는 설계상 결정되어 있고 흡입압이 높아지면 냉동사이클의 특성으로 인해 압축기의 토출압이 저하하어 압축실내의 압력이 토출압을 상회하게 된다)으로 되는 것을 알수 있고, 흡입압이 높아짐에 따라서 제어바이패스에 의한 압축실측의 압력의 저감은 커지고 정격조건시와 비교해서 필요한 인력은 흡입압의 증가배율보다 매우 낮아진다.

즉, 흡입압이 높을 때는 냉동사이클의 영향에 의해 토출압이 낮아진다. 즉, 냉동사이클에서 요구되는 토출압은 낮으므로, 토출압과 흡입압의 압력차는 상술한 압축기단체의 운전(압축기 토출압은 흡입압에 비례한다)에 비해 낮은 것으로 된다.이때 제어바이패스밸브가 열리는 것에 의해 압축실내부 압력이 이 낮은 토출압으로 되어 분리력이 저하한다. 이 때문에, 인력은 이 분리력을 극복할 만큼의 작은 값으로 좋다. 반대로 흡입압이 낮을 때는 냉동사이클이 요구하는 토출압이 높아지고 이 때는 압력이 부족하므로 제어바이패스밸브는 열리지 않는다.

이것에 의해, 과흡입압값은 매우 낮게 설정할 수 있으므로, 운전범위 전역에 걸쳐 인력이 매우 작아지고 스크롤부재의 변형이 매우 억제되어 전단열효율의 대폭적인 향상을 실현할 수 있다는 효과가 있다. 또, 선회스크롤부재와 그 지지부재가 상대운전을 갖는 구성인 경우에는 슬라이딩부에 작용하는 부세력이 대폭으로 저감되므로, 그곳에 있어서의 슬라이딩손실이나 마모의 위험성이 대폭으로 저감되고 전단열효율이나 신뢰성을 한층더 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. 특히, 높은 전단열효율이나 신뢰성이 요구되는 정격조건시에 있어서 부세력은 대폭으로 작아져 전단열효율이나 신뢰성을 한층더 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

이상과 같이, 상기 선회스크롤부재(3)의 인릭부가수단으로서 상기 과흡입압영역(99)를 선회배면에 마련하고 제어바이패스도 마련했으므로, 과흡입압값을 작게 설정할 수 있고 넓은 운전범위에서 부세력을 작게 설정할 수 있다. 이 결과, 전단열효율이나 신뢰성을 넓은 운전범위에서 높게 할 수 있다는 효과가 있다.

그러나, 상기 압축실(6)과 상기 고정배면실(61)을 항상 연결하도록 상기 바이패스구멍(2e)를 4개 마련했으므로, 액압축이 발생하려고 해도 압력이 극단적으로 상승하기 전에 상기 바이패스밸브가 열려 유체는 상기 고정배면실(61)로 배출되기 때문에 랩의 손상의 위험성을 회피하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.또, 동시에 과압축을 억제할 수 있고 압력비가 낮은 운전조건에서도 전단열효율을 높게 할 수 있다는 특유의 효과가 있다.

그러나, 또 상기 선회스크롤부재(3)의 경판(3a)의 배면중앙부에 있는 상기 축받이 유지부(3s)의 바닥면에는 상기 축급유구멍(12a)로 부터의 토출압의 오일이 유입되므로 선회토출압영역(95)로 되어 있다(여기에서, 선회토출압영역(95)는 선회축받이(3w)의 내경의 영역이다). 그러나, 그 축선방향에서 본 투영면적은 토출실이 축선방향에서 본 투영면적과 그것을 둘러싸는 압축실의 경계를 형성하는 양스크롤랩의 이끝(齒先)면적의 1/2의 합의 최대값과 최소값 사이로 되어 있으므로 분리력에 있어서의 토출압의 기여를 고려할 필요가 없어진다.

이하, 인력부가수단의 배면토출압 영역면적을 분리력 중에 포함되어 있는 토출실내의 유체로 부터의 기여분과 대략 동일한 크기의 힘을 부여하도록 하기위한 작용을 설명한다. 경판의 압축실측에 있어서의 토출압이 가해지는 영역은 토출실의 축선방향으로 부터의 투영면적과 그 토출실의 경계를 형성하는 양스크롤랩부와 이끝면적의 1/2고 고려하였다. 후자는 토출실의 외측에 위치하는 압축실과 토출실의 실부이기 때문에 토출실에 가까운 부분은 토출압으로 되고 외측의 압축실에 가까운 부분은 그 압축실의 압력으로 되어 있으므로, 토출압과 그 압축실의 압력의 평균 압력이 가해지고 있는 부분이라고 고려된다. 따라서, 토출압이 가해지는 면적을 이끝면적의 1/2로 하였다. 이들 면적은 선회스크롤부재가 공전함에 따라서 변화하므로 본래는 그 시간평균을 배면토출압 영역면적으로 해야 하지만 정의가 곤란하므로, 양호한 근사임과 동시에 정의가 명확한 것으로서 변화하는 값의 최대값과 최소값 사이로 하였다. 이 결과, 분리력에 있어서의 토출압의 기여를 고려할 필요가 없어졌으므로 과흡입압값의 설정값을 한층더 작게 할 수 있기 때문에 전단열효율 및 신뢰성의 향상을 한층더 실현시킬 수 있다는 효과가 있다.

이상, 상기 배면 과흡입압영역(99)의 압력에 있어서의 과흡입압값을 보다 작게 설정할 수 있으므로, 전단열효율 및 신뢰성을 한층 향상시킬 수 있다는 효과에 대해서 설명하였다. 여기에서,투영면적의 예를 도 9에 도시한다. 이 도면은 최내의 압축실인 A1, A2가 토출실A3과 연통하는 순간을 도시한 도면이다. 연통직후로 간주하면

가 문제로 되고 있는 투영면적의 최대값으로 된다. 또, 연통직전으로 간주하면,

A3+(K3+S3)/2

로 되어 문제로 되고 있는 투영면적의 최소값으로 된다.

여기에서, 이 압축기를 냉동사이클용 압축기로서 사용한 경우 흡입압과 토출압이 운전범위는 도 9에 도시한 바와 같이 흡입압이 높은 조건에서는 토출압은 낮아진다. 따라서, 제어바이패스가 있으면 과압축은 억제되거나 또는 발생하지 않게 되므로 흡입압이 높아져도 분리력은 작아진다. 따라서, 과흡입압값을 한층더 작게 설정할 수 있고 전단열효율이나 신뢰성의 향상을 실현할 수 있다는 효과가 있다. 냉동사이클은 도 9에 도시한 바와 같은 운전범위를 요구하는 용도의 하나이고, 이 효과는 이것에 한정된 것은 아니다. 이 이외라도 압력조건에 있어서 마찬가지인 운전조건을 요구하는 용도에서는 마찬가지의 효과가 있다.

도 3∼도 5는 이 실시예에서 도 12에 도시한 바와 같은 선회스크롤부재(3)을 사용한 압축기의 축회전각에 따른 선회스크롤부재에 가해지는 부세력의 계산결과이다. 여기에서, 선회축받이의 내직경을 16mm, 과흡입압값을 2. 3kgf/cm2로 하였다. 이 때문에, 이 그래프에는 Pb=Ps+2.3으로 나타내었다. 실선이 부세력이고 비교를 위해 바이패스밸브가 없을 때와 도 12에 도시한 바와 같은 위치에 중간압 구멍을 마련하여 선회배면에 중간압을 거는 방법의 경우를 도시한다.이 중간압구멍을 마련하여 선회배면에 중간압을 거는 방법에서는 선회배면의 압력은 흡입압의 정수배로 된다. 금회의 계산에서는 그 정수를 1. 5로 한 경우를 계산하였다. 이 때문에, 중간압구멍의 방법시의 그래프에는 Pb=Ps*1.5로 나타내었다. 또, 점선은 경전모멘트를 고정스크롤부재의 상기 비선회기준면(2u)의 안쪽 가장자리에서 발생하는 부세력의 분력에 의해 받는 것으로 한 경우의 한쪽의 힘이다. 힘의 정의 방향을 선회스크롤랩이 마련되는 방향으로 했으므로, 부세력은 부의 값으로 된다. 이들 그래프에서 Ps는 흡입압, Pd는 토출압, Pb는 선회배면압, N은 선회스크롤부재의 선회속도를 나타낸다. 이들 3조건은 이 압축기를 룸에어컨용 압축기로서 사용한 경우의 냉방운전에 있어서의 정격시의 조건, 중간능력시의 조건 및 최소능력시의 조건에 상당하고 모두 과압축조건이다. 이 그래프에서 주의해야할 점은 분력이 부세력보다 위에 있으면 선회스크롤부재는 경전모멘트에 의해 기울어질 가능성이 높다는 것이다. 따라서, 바이패스밸브가 없는 경우에는 이 3조건 모두에 의해 선회스크롤부재가 기울어질 가능성이 있고, 이 2.3이라는 과흡입압값으로는 부족하다는 것을 알 수 있다.그렇다고 해서 이 값을 크게 하면 부족압축시에는 부세력이 그 증가분만큼 커진다.

이상에 의해 이 예는 배면 과흡입압영역과 바이패스밸브의 조합에 의해 과흡입압값을 작게 설정할 수 있는 구체예인 것을 알 수 있다. 중간압구멍방식과 비교해도 부세력의 레벨은 낮고 전단열효율이나 신뢰성이 더욱 향상된 것을 알 수 있다. 여기에서, 중간압구멍방식의 정수를 조금 작게 하면 좋을 것 같지만 그것을 실행하면 흡입압이 낮고 토출압이 높은 조건하에서 인력이 부족하기 때문에 불가능하다. 도 6∼도 8은 이 실시예에서 배면 토출압영역을 변경한 경우의 선회스크롤부재에 가해지는 부세력의 계산결과이다. Φ16 즉 16mm의 직경의 배면 토출압영역은 상술한 조건에 있는 경우이고, 다른 2개는 상술한 조건에서 벗어난 경우이다. 이 3조건에 있어서 Φ16의 경우에는 선회스크롤부재가 기울어지지 않고 또 부세력도 작다.

이상에 의해, 이 예는 배면 과흡입압영역과 바이패스밸브의 조합에 있어서 배면 토출압영역을 본원의 특허청구의 범위 제5항에 기재된 면적으로 한 경우에는 여러가지 조건에 의해 선회스크롤부재가 기울어지지 않고 과흡입압값을 작게 설정할 수 있는 구체예인 것을 알 수 있다.

또, R32를 포함하는 냉매가스는 매우 높은 압력에서 사용되는 경우가 많다. 그 때문에, 이 배면 과흡입압영역과 제어바이패스를 모두 갖는 압축기에 의해 선회스크롤부재에 가해지는 부세력을 저감할 수 있고 그곳에서의 마모의 위험성을 회피할 수 있으므로 신뢰성이 높은 압축기를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

이하에 여러가지 실시예를 설명하지만, 상기한 제1 실시예에 있어서의 기술사상은 이하의 실시예에 있어서도 마찬가지이다.

또한, 본 실시예에 있어서 토출구멍(2d)에는 토출밸브를 마련하는 구조로 했지만 토출밸브를 마련하여 압력이 부족하게 된 경우(고정배면실압력이 높다)에 대처할 수 있다(이하의 실시예에서도 마찬가지).

본 발명을 비선회스크롤부재가 케이싱에 대해서 고정된 고정스크롤부재로 하고, 선회스크롤부재의 경판의 반대의 압축실측인 선회배면에 배면 과흡입압영역을 마련하여 요구되는 운전압력조건범위에서 선회스크롤부재의 스크롤지지부재를 주로 상기 선회배면에 마련한 스러스트부재로 한 즉 선회스크롤부재를 상기 고정스크롤부재에 눌러붙이지 않고 선회배면의 스러스트부재에 눌러붙이고, 그 스러스트부재가 축선방향으로 이동가능한 가로배치형의 스러스트 릴리스식 스크롤 압축기에 실시한 제2 실시에를 도 17 및 도 18에 따라서 설명한다. 도 17은 압축기의 종단면도, 도 18은 압력차 제어밸브의 종단면도이다.

우선, 구조를 설명한다. 모터실(62) 및 오일저장실(80)에 관해서는 제1 실시예와 등일하므로 설명은 생략한다. 선회스크롤부재(3)은 경판(3a)의 스크롤랩(3b)가 마련된 면에 선회올덤홈(3g), (3h)(도시하지 않음)이 마련되고, 그 배면에는 선회축받이(3w)를 삽입한 축받이 지지부(3s)가 마련된다. 또, 배면 외주부에는 스러스트면(3d)가 배치되어 있다. 또, 상기 스크롤랩(3b)는 중앙측 끝부 및 외주측 끝부를 제외하고 중앙에서 외주측으로 갈수록 두께가 감소한다.

고정스크롤부재(2)는 스크롤랩 이끝면과 동일면인 비선회기준면(2u)를 마련하고 이뿌리에는 4개의 바이패스구멍(2e)가 마련된다. 여기에서, 바이패스구멍(2e)를 4개 마련한 이유는 형성되는 모든 압축실(6)에 항상 바이패스구멍을 개구시키기 위해서이다. 여기에 리이드밸브판인 바이패스밸브판(23)이 덮도록 바이패스나사(50)에 의해 고정한다. 또, 중앙부근에는 토출구멍(2d)가 개구되어 있다. 또, 올덤링(5)를 상기 선회스크롤부재(3)과 고정스크롤부재(2') 사이에 배치하므로, 고정올덤홈(2g), (2h)(도시하지 않음)을 마련한다. 또, 이뿌리면의 바깥쪽 가장자리측에 흡입용 패임부(2q)를 마련하고 그곳에 측면에서 흡입파이프(54)를 삽입하기 위한 흡입구멍(2v)를 마련한다. 또, 고정스크롤부재(2)의 외주에 토출가스 및 오일을 흐르게 하는 여러개의 유통홈(2r)를 마련한다. 상기 바이패스구멍(2e)에는 바이패스밸브판(23)이 바이패스나사(50)에 의해 나사고정되고 리테이너의 역할을 하는 중앙커버(35)가 삽입된다. 이것에는 상기 바이패스구멍(2e)에서 배출된 가스의 통로인 구멍이 뚫려 있다. 이 중앙커버(35)는 바이패스밸브의 개폐시의 소리를 차단하는 효과가 있다. 그리고, 그 위에 단열커버(36)이 나사고정된다. 상기 고정스크롤랩(2b)는 선회스크롤랩(3b)와 마찬가지로 중앙에서 외주측으로 갈수록 두께가 감소한다.

흡입측 역지밸브(24)는 밸브판(24a)와 밸브축(24c)로 이루어지고 밸브판(24a)의 끝부를 등글게 해서 축받이부를 마련하고 그 축받이부에 밸브축(24c)를 삽입한다. 그 밸브축(24)의 한쪽끝은 상기 고정스크롤부재(2)의 상기 흡입용 패임부(2q)내에 있는 구멍에 압입 또는 접착고정된다.

스러스트부재(9)는 미끄럼 스러스트축받이(9a)측의 면의 바깥쪽 가장자리부로 스토퍼부(9f)가 돌출되고 그 상면은 비선회기준면 대향면(9w)로 되어 있다. 이결과, 상기 스러스트축받이(9a)와 상기 비선회기준면 대향면(9w)가 동일방향으로 평행하게 마련되므로, 선반 또는 연마기에서 이 2면의 거리를 정밀도 좋게 관리하면서 가공을 용이하게 실행할 수 있다는 특유의 효과가 있다.

여기에서, 상기 스러스트 축받이(9a)와 상기 비선회기준면 대향면 (9w)의 거리는 스크롤랩의 이끝과 이뿌리의 틈새를 결정하는 치수의 하나이지만, 이 치수의 정밀도를 용이하게 산출할 수 있다는 것에 의해 양산시에 있어서의 성능이나 신뢰성의 편차가 작은 스크롤 유체기계를 제공할 수 있다는 특유의 효과가 있다. 또, 그 슬라이딩 스러스트축받이(9a) 상에 원형의 오일홈(9g)를 마련하고, 거기에 스러스트부재 배면측에서 패여 있는 차압밸브 삽입구멍(9h)측으로 통하는 흡입측 도통로(9c)를 개구한다. 이 스러스트부재(9)는 축방향 주위를 회전해도 좋으므로 회전방지부재는 불필요하게 되어 압축기의 구조는 간단하게 되고 가공성이 향상한다는 효과가 있다. 여기에서, 상기 차압밸브 삽입구멍(9h)에는 이하에 기술하는 차압제어밸브(100)을 조립한다. 우선, 상기 차압밸브 삽입구멍(9h)의 바닥에 있는 스프링위치 결정돌기(9i)에 차압밸브 스프링(100c)를 압입하고, 테이퍼형상의 밸브실면(100b)를 갖는 관통한 밸브구멍(100d)를 마련한 원통형상의 밸브케이스(100e)에 구형상의 밸브체(100a)를 삽입한 상태로 상기 차압밸브 삽입구멍(9h)에 압입 또는 접착 또는 용접하여 차압제어밸브(100)을 형성한다. 이때, 상기 차압밸브 스프링(100C)는 압축되어 상기 밸브체(100a)를 상기 밸브실면(2j)에 눌러붙인다. 이 누름력은 과흡입압값을 결정하므로, 이것을 결정하는 치수인 상기 밸브구멍(2f)의 깊이, 상기 밸브체(100a)의 직경, 상기 차압밸브 스프링(100c)의스프링정수, 자연길이, 스프링직경은 정밀도 좋게 관리하지 않으면 안된다. 또, 상기 차압밸브 삽입구멍(9h)의 내경을 상기 밸브케이스(100e)의 외형보다 크개 누름력이 정규의 값으로 되는 곳에서 이 밸브케이스(100C)를 접착해서 고정하는 방법도 있다. 이 방법의 경우에는 상기한 각 부의 치수나 스프링 정수의 값을 정밀도 좋게 관리할 필요가 없어지므로 양산성이 향상한다는 효과가 있다. 이들 2가지의 방법 모두 조립완료시에는 상기 차압밸브 삽입구멍(9h)와 상기 밸브케이스(100e) 사이는 완전하게 실되어 있다.

스러스트실(97)은 내열성의 엔지니어링 플라스틱이나 스프링재인 인청동판이나 스테인레스판으로 형성되고, 상기 스러스트부재(9)를 밀어올리는 밀어올림면(97a), 배면홈(97b), 외주 실부(97c), 내주 실부(97d)로 이루어진다.

프레임(4)에는 외주부의 상기 고정스크롤부재(2)를 부착하는 고정부착면(4b)의 내주측에 슬러스트홈(4k)가 마련된다. 외주면에는 가스 및 오일의 유로로 되는 여러개의 유통홈(4h)가 마련된다. 또, 중앙부에는 축실(4a)와 주축받이(4m)이 마련되고 그 주축받이(4m)의 상단면은 축을 지지하는 축 스러스트면으로 되어 있다. 그 축실(4a)와 주축받이(4m) 사이의 공간을 향해서 프레임측면에서 가로구멍(4n)이 개구되어 있다. 상기 스러스트홈(4k)의 바닥면에서 프레임배면측으로 개구된 압력도입로(4u), (4v)가 마련되고 그 스러스트홈(4k)에 상기 스러스트실(97)을 삽입한다. 이 결과, 상기 스러스트실(97)의 배면에 실배면 공간(73)이 형성된다.

올덤링(5)의 한면에 고정돌기부(5a), (5b)(도시하지 않음)가 마련되고, 하면에는 선회돌기부(5c), (5d)(모두 도시하지 않음)가 마련된다.

축(12)에는 내부에 축 급유구멍(12a), 주축받이 급유구멍(12b), 축실 급유구멍(12c), 부축받이 급유구멍(12i)가 마련된다. 또, 그 상부에는 직경이 확대된 밸런스 유지부(12h)가 있고 그 외주에 원통형상의 외주부를 갖는 축 밸런스(49)가 압입된다. 또, 편심부(12f)가 마련된다.

이들 구성요소를 다음과 같이 조립한다. 우선, 상기 스러스트홈(4k)에 상기 스러스트실(97)을 삽입한 상기 프레임(4)의 주축받이(4m)에 상기 축밸런스(49)가 압입된 상기 축(12)를 삽입하고, 상기 회전자(15)를 압입 또는 소결고정한다. 또, 상기 스러스트부재(9)를 상기 스러스트실(97)의 상기 밀어올림면(97a)상에 탑재하고 상기 프레임(4)에 장착한다. 한편, 상기 고정스크롤부재(2)의 상기 고정올덤홈(2g), (2h)에 상기 올덤링(5)의 고정돌기부(5a), (5b)를 삽입하고, 또 상기 올덤링(5)의 선회돌기부(5c), (5d)를 상기 선회올덤홈(3g), (3h)에 삽입시키고, 상기 고정스크롤부재(3)과 상기 올덤링(5)와 상기 선회스크롤부재(3)을 조합한다. 이 조합부의 상기 선회축받이(3w)에 상기 축(12)의 상기 편심부(12f)를 삽입시키면서 상기 선회스크롤부재(3)을 상기 스러스트부재(9)상에 탑재한다. 그리고, 상기 축(12)를 회전시키면서 회전토크의 최소로 되는 위치에서 커버나사(53)에 의해 상기 프레임(4)에 상기 고정스크롤부재(2)를 고정한다. 이 때, 상기 스러스트부재(9)가 상기 고정스크롤부재(2)에 눌려붙여지고 상기 비선회기준면(2u)와 상기 비선회기준면 대향면(9w)가 압접한 상태에서 프레임 스러스트면(4r)과 상기 스러스트부재(9)의 스러스트배면(9r)의 축선방향의 간격이 10∼20㎛로 되도록 설정하는 것에 의해 상기 선회스크롤부재(3)과 상기 고정스크롤부재(2)의 축선방향에 있어서의 최대 이간거리를 규정한다. 또, 상기 선회스크롤부재(3)의 배면에 선회 과흡입압영역(99)를 마련한다. 그 밖의 부분인 모터실(62) 및 오일저장실(80) 및 고정배면실(61)은 상기한 제1 실시예와 통일하므로 설명은 생략한다.

다음에, 동작을 설명한다. 정규의 압축동작시에 있어서 토출실에서 고정배면실(61)로 배출된 압축성가스 및 오일의 흐름은 상기 제1 실시예와 동일하므로 스크롤부재 및 프레임내에 있어서의 동작을 설명하고, 그 밖의 설명은 생략한다.

상기 선회스크롤부재(3)의 배면에 배치된 상기 스러스트부재(9)는 그 배면에 갖는 상기 스러스트실(97)에 의해 상기 고정스크롤부재(2)측에 눌려붙여지고, 상기 비선회기준면 대향면(9w)와 상기 비선회기준면(2u)가 압접하여 상기 슬라이딩 스러스트축받이(9a)의 위치가 결정되어 있다. 그곳에 상기 선회스크롤부재(3)의 스러스트면(3d)가 탑재되므로 축선방향에 있어서의 상기 선회스크롤부재(3)의 위치가 결정된다. 이 위치에서 스크롤랩의 이끝 이뿌리 사이의 틈새가 결정되므로 그것이 적정하게 되도록 상기 미끄럼 스러스트축받이(9a)의 위치를 결정한다. 여기에서, 상기 스러스트실(97)은 그 배면에 갖는 상기 실배면공간(73)내의 토출압의 압축성 가스 및 오일에 의해 상기 스러스트판(4)를 상기 고정스크롤부재(2)측으로 누르는 힘을 얻고 있다. 그 상기 실배면공간(73)내의 토출압의 압축성가스 및 오일은 상기 압력도입로(4u), (4v)를 통해서 상기 모터실(62)에서 유입된다. 그러나, 이 스러스트실(97)은 엔지니어링 플라스틱이나 스프링재 등의 강성이 낮은 소재로 이루어져 있으므로, 상기 실배면공간(73)내의 토출압에 의해 상기 외주 실부(97c)나 상기 내주 실부(97d)와 상기 실홈(4k)의 측면의 틈새나 상기 밀어올림면(97a)와 상기 스러스트부재(9)의 배면의 틈새의 실성이 완전하게 되어 이 부분에서의 토출계에서 흡입계로의 누출을 방지할 수 있다. 따라서, 전단열효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. 또, 상기 압력도입로(4u)는 아래쪽에 마련되므로 오일중에 개구되고, 다른 한쪽의 상기 압력도입로(4v)는 위쪽에 마련되므로 압축가스중에 개구된다. 따라서, 상기 압력도입로(4u)에 의해 오일이 상기 실배면공간(73)으로 유입되므로 오일의 표면장력에 의해 상기 실홈(4k)와의 틈새로 유입되어 그곳의 실성을 향상시키는 효과가 있다. 한편, 의외의 충돌력에 의한 상기 스러스트부재(9)의 상기 고정스크롤부재(2)로 부터의 이간이 발생하여 상기 실배면공간(73)내의 오일이나 압축성가스가 외부로 배출되어도 압축성가스가 기체이기 때문에 그것이 상기 압력도입로(4v)에서 상기 실배면공간(73)으로 순식간에 유입된다. 따라서, 상기 스러스트부재(9)는 단시간에 상기 고정스크롤부재(2)와 재차 접촉하고 양스크롤부재의 이끝 이뿌리 사이의 틈새의 확대는 단시간에 회피되므로 고성능의 압축기를 제공할 수 있다는 특유의 효과가 있다.

상기 선회스크롤부재(3)은 상기 스러스트부재(9) 상에서 상기 축(12)의 회전에 따라 선회운동한다. 이 때, 상기 올덤링(5)에 의해 자전이 방지된다. 이 선회운동에 의해 양스크롤부재 사이에 압축실(6)을 형성하고 압축운전을 실행한다. 여기에서, 상기 선회스크롤부재(3)에 가해지는 분리력에 대향해서 그 배면의 상기 배면 과흡입압영역(99)에 흡입압보다 일정값만큼 높은 압력을 도입함과 동시에 상기 축받이 유지부(3s)의 바닥부의 배면 토출압영역(95)에 토출압을 도입하여 인력을 부가한다. 이 인력은 요구되는 운전범위의 대략 전역에 있어서 분리력보다 작게 되도록 설정한다. 이 때문에, 상기 선회스크롤부재(3)의 지지부재는 그 배면의 상기 스러스트부재(9)로 한다. 상기 배면토출압영역(95)의 토출압은 상기 축 급유구멍(12a)을 통해 상기 선회축받이로 공급하는 오일에 의해 도입된다. 한편, 또 상기 고정스크롤부재(2)의 경판(2a)에는 제어바이패스로 되는 바이패스밸브(23)이 마련된다. 이와 같이 해서 상기 선회스크롤부재(3)의 인력부가수단으로서 상기 과흡입압영역(99) 및 상기 토출압영역(95)를 선회배면에 마련하고 제어바이패스도 마련했으므로 과흡입압값을 작게 설정할 수 있고 넓은 운전범위에서 부세력을 작게 설정할 수 있다. 이 결과, 전단열효율이나 신뢰성을 넓은 운전범위에서 높게 할 수 있다는 효과가 있다.

다음에, 상기 배면 과흡입압영역(99)내의 압력의 제어법에 대해서 이하에 기술한다. 상기 배면 과흡입압영역(99)에는 상기 주축받이(4m) 및 상기 선회축받이(3w)의 축받이 틈새를 거쳐서 토출공간으로 부터 오일 및 그곳에 용해되어 있는 압축성가스가 유입된다. 이 압축성가스나 오일은 상기 스러스트부재(9)가 상기 고정스크롤부재(2)에 눌려붙여지는 것에 의해 틈새가 생긴 스러스트부재배면과 상기 프레임 스러스트면(4r) 사이를 통해서 상기 압력차 제어밸브(100)의 개구부에 도달한다. 이 개구부에 있는 상기 밸브체(100a)의 다른 한쪽의 면에는 흡입압이 가해지고 있으므로 이 밸브체(100a)를 눌러붙이고 있는 상기 차압밸브 스프링(100c)의 누름력에 대응한 압력차만큼 흡입압보다 상승했을 때 상기 밸브체(100a)가 이동하여 상기 흡입실(60)으로 배출된다. 이 상기 차압밸브 스프링(100C)의 누름력은 주위 분위기에 의해 크게는 변하지 않으므로, 상기 배면과흡입압영역(99)와 상기 흡입실(60)의 압력차는 대략 일정하게 된다. 또, 토출압이 높은 운전시에 상기 배면토출압영역의 면적을 좀더 크게 하고 싶지만 선회축받이의 설계때문에 이것이 허가되지 않는 경우에는 상기 차압밸브 스프링(100c)의 재질을 상기 스러스트부재(9)나 상기 밸브케이스(100e)보다 열팽창율이 높은 재료로 해도 좋다. 일반적으로 압축기의 온도가 높아지는 운전조건에서는 토출압도 높아지고 있으므로 그 때는 온도상승에 따라 상기 차압밸브 스프링(100C)가 늘어나려고 하지만 스프링의 전체길이는 상기 밸브케이스(100e)에 의해 규제되고 있으므로 누름력이 증대하게 된다. 이것에 의해, 토출압이 높은 운전시에만 과흡입압값을 높게 할 수 있게 된다. 따라서, 과흡입압값을 낮게 억제한채로 그 값으로는 부족할 것 같은 토출압이 높은 조건시에만 선회스크롤부재(3)의 인력을 증대시킬 수 있으므로, 대부분의 조건에 있어서의 부세력을 낮게 억제할 수 있고, 대부분의 운전조건에 있어서의 전단열효율 및 신뢰성이 향상한다는 효과가 있다.

이 압력차 제어밸브(100)을 통해 상기 흡입실(6)으로 유입되는 압축성가스의 흐름은 압축기 내에서 토출계에서 흡입계로 단락하는 흐름이고 스크롤랩에 있어서의 내부누출과 동일한 것이므로 적게 하는 것이 필요하다. 이 예도 제1 실시예와 마찬가지로 상기 과흡입압영역(99)으로 압력을 도입하는 토출배면유로가 축받이 틈새이기 때문에 이 유량은 작고 압축기의 성능저하는 발생하지 않는다. 한편, 상기 압력차 제어밸브(100)에서 배출되는 오일은 상기 오일홈(9g)로 유입되어 상기 슬라이딩 스러스트축받이(9a)와 상기 스러스트면(3d) 사이를 윤활하는 역할을 갖는다.

그러나, 상기 스러스트부재(9)의 축선방향에 있어서의 이동가능거리를10∼20㎛로 설정했기 때문에 그것과 동일한 거리에서 상기 선회스크롤부재(3)과 상기 고정스크롤부재(2)의 축선방향에 있어서의 최대 이간거리를 규정하고 있다. 모터기동시에 최대이간거리가 이와 같은 크기이면 기동시에 상기 선회스크롤부재(3)의 선회속도를 그때 허용되는 선회스크롤부재의 최고값 예를 들면 6000rev/min으로 하면 요구되는 운전영역의 최대의 흡입압까지 충분히 낮출 수 있고, 또 토출압을 흡입압보다 과흡입압 이상으로 상승시킬 수 있다. 이 결과, 상기 모터실(62)에서 상기 압력도입로(4u), (4v)를 통해 흡입압보다 과흡입압 이상으로 높아진 압축성가스 및 오일이 상기 실배면공간(73)으로 유입되므로, 상기 외주 실부(97c)와 상기 내주 실부(97d)가 확대되어 상기 실홈(4k)의 측면과 압접해서 그곳에서의 실성을 확실하게 하므로 상기 스러스트실(97)은 상기 스러스트판(4)에 대해 상기 고정스크롤부재(2)측으로 누르는 방향의 힘을 가한다. 이것은 즉 상기 선회스크롤부재(3)을 상기 고정스크롤부재(2)측으로 누르는 방향의 힘이다. 또, 제1 실시예와 마찬가지로 해서 상기 배면 과흡입압영역(99) 및 상기 배면 토출압영역(95)에 흡입압보다 과흡입압 이상으로 높은 압력의 압축성가스 및 오일이 유입되므로, 상기 선회스크롤부재(3)을 상기 고정스크를부재(2)로 끌어당기는 수단으로 된다. 전자의 스러스트실(97)을 누르는 힘은 상기 스러스트부재(9)의 비선회기준면 대향면(9w)가 상기 비선회기준면(2u)에 압접하고 있는 통상의 운전시에는 스크롤랩의 이끝 이뿌리에는 그 힘은 작용하지 않기 때문에 그 압접을 확실하게 하기 위해 통상은 필요한 크기보다 아주 약간 크게 설정하고 있다.

이 결과, 상기 스러스트부재(9)는 그 비선회기준면 대향면(9w)가 상기 비선회기준면(2u)에 압접할 때까지 이동하고, 상기 선회스크롤부재(3)은 상기 고정스크롤부재(2)에 정규의 위치까지 근접하게 된다. 따라서, 압축기 스스로 기동하는 것이 가능하게 되고 사용상 편리함이 향상한다는 효과가 있다.

또, 실제 작용시의 스크롤랩 변형에 의해 스크롤랩의 이끝 이뿌리 사이가 압접하려고 해도 상기 선회스크롤부재(3)이 상기 스러스트부재(9)와 함께 이동하기 때문에 이끝 이뿌리 사이가 압접하지 않고 압접기를 고신뢰화할 수 있다는 특유의 효과가 있다.

또, 압력비가 매우 작고 상기 선회스크롤부재(3)이 상기 스러스트부재(9)에 인가하는 부세력이 커져 상기 스러스트부재(9)를 누르는 힘과 동일정도로 되면, 상기 스러스트부재(9)를 정지시킬 수 없어 상기 선회스크롤부재(3)이 기울거나 상기 고정스크롤부재(2)에서 분리되지단, 상기 프레임 스러스트면(4r)과 상기 선회스크롤부재(3)의 배면과의 간격을 10∼20㎛로 해서 최대거리 규정기구를 마련했으므로, 그 기울기량이나 이간량이 제한되어 고효율은 아니지만 운전이 가능하게 되는 운전을 실현하는 운전조건의 범위를 광역화할 수 있다는 효과가 있다.

또, 친숙성이 있고 모재보다 표면이 돌출할 것같은 표면피막을 선회스크롤부재(3)이나 고정스크롤부재(2)로 피복한 경우라도 축방향의 돌출량의 합계가 최대거리 규정기구가 허용하는 최대거리보다 작을 때는 상기 스러스트부재(3)이 부재(2)에서 분리되는 것에 의해 조립할 수 있다는 특유의 효과가 있다.

또, 상부의 상기 압력도입로(4v)의 상기 모터실(62)측의 개구를 상기 유통홈(4h) 중에서 상부측의 가스가 통과하는 것에 뚫어도 좋다. 이 경우, 그 상기유통홈(4h)의 상기 압력도입로(4v)의 개구를 마련한 부분의 가스의 유속은 매우 크므로 상기 모터실(62)의 압력에 비해 낮아진다. 따라서, 상기 압력도입로(4u)에서 상기 실배면공간(73)으로 윤활유가 유입되고 상기 압력도입로(4v)에서 유출한다는 오일의 흐름이 발생한다. 이 때문에, 선회배면공간(11)과의 실은 윤택하게 공급되는 윤활유에 의해 양호하게 확보되고, 상기 실배면공간(73)과 흡입계 사이의 누출이 확실하게 없어져 전단열효율이 향상한다는 효과가 있다.

또, 상기 압축실(6)과 토출압력인 상기 고정배면실(61)을 항상 연결하도록 4개의 상기 바이패스구멍(2e)와 그들에 각각 상기 바이패스밸브(23)을 마련했으므로, 액압축이 발생하려고 해도 압력이 극단적으로 상승하기 전에 상기 바이패스밸브(23)이 열려 유체는 상기 고정배면실(61)로 배출되므로, 랩의 손상의 위험성을 회피하고 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. 또, 동시에 과압축을 억제할 수 있고 압력비가 낮은 운전조건에서 전단열효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

또, 상기 축밸런스(49)는 외주가 원형형상이기 때문에 상기 축(12)의 회전에 따른 점성손실을 저감할 수 있다는 특유의 효과가 있다.

또, 상기 선회스크롤부재(3)의 상기 경판(3a)의 이뿌리면 및 상기 스크롤랩(3b)의 전체표면이나 상기 고정스크롤부재(2)의 이뿌리면 및 상기 스크롤랩(2b)의 전체표면에 친숙성과 윤활성을 구비한 표면피막을 마련해도 좋다. 예를 들면, 침류질화처리(nitrosulphurizing)나 인산망간피막처리에 의한 표면피막이 고려된다. 이것에 의해, 스크롤랩(3b), (2b)의 측면 사이 및 이끝 이뿌리 사이의 틈새를 작게 하고 또 상기 스크롤랩(3b), (2b)의 접촉부에 있어서의 슬라이딩성을 향상시킬 수 있으므로, 내부누출이 적고 마찰손실을 작게 할 수 있다. 이 결과, 압축기의 성능을 향상시킬 수 있다는 특유의 효과가 있다. 또, 친숙하게 될때까지 성능이 약간 저하되므로, 이 기간이 길면 문제로 된다. 만일, 이와 같은 표면피막의 친숙전의 두께를 상기 선회스크롤부재(3)을 상기 고정스크롤부재(2)에 눌러붙였을 때 상기 스러스트면(3d)와 상기 비선회기준면(2u) 사이의 거리가 상기 스러스트부재(9)의 비선회기준면 대향면(9w)와 슬라이딩 스러스트축받이(9a) 사이의 거리보다 크게 하고 또한 가령 표면피막을 제거한 양스크롤부재(2), (3)을 서로 눌러붙였을 때 상기 스러스트면(3d)와 상기 비선회기준면(2u) 사이의 거리가 상기 스러스트부재(9)의 비선회기준면 대향면(9w)와 슬라이딩 스러스트축받이(9a) 사이의 거리보다 작게 했을 때는 친숙초기에는 상기 비선회기준면(2u)와 상기 비선회기준면 대향면(9w)가 접촉하지 않고 스크롤랩의 이끝과 이뿌리가 압접하게 된다. 그리고, 이때의 힘은 상기 스러스트부재(9)를 밀어올리는 힘이므로 매우 크다. 따라서, 친숙해짐이 급격하게 진행해 간다. 그리고, 스크롤부재의 모재끼리는 접촉하지 않으므로, 친숙해짐은 마지막까지 진행된다. 이 결과, 친숙해짐에 필요한 시간이 단시간으로 끝나므로 성능이 낮은 기간은 짧고 사용상 편리함이 향상한다는 효과가 있다. 만일, 표면피막이 그것을 부착하면 원래의 모재의 표면보다 돌출하고 또한 모재 자신은 그대로 침식되어 버리는 성질을 갖고 있는 것이면, 표면피막을 부착한 후의 상기 선회스크롤부재(3)을 표면피막을 부착한 후의 상기 고정스크롤부재(2)에 눌러붙였을 때 상기 스러스트면(3d)와 상기 비선회기준면(2u) 사이의 거리를 상기스러스트부재(9)의 비선회기준면 대향면(9w)와 슬라이딩 스러스트축받이(9a) 사이의 거리보다 크게 하고, 또한 표면피막을 부착하지 않는 이전의 상기 선회스크롤부재(3)을 표면피막을 부착하지 않는 상기 고정스크롤부재(2)에 눌려붙였을 때 상기 스러스트면(3d)와 상기 비선회기준면(2u) 사이의 거리를 상기 스러스트부재(9)의 비선회기준면 대향면(9w)와 슬라이딩 스러스트축받이(9a) 사이의 거리보다 작게 하면, 이와 같은 두께에 있어서의 복잡한 조건을 만족시키게 되므로 치수의 관리를 용이하게 할 수 있다는 특유의 효과가 있다.

또, 상기 올덤링(5)와 슬라이딩하는 상기 올덤링 슬라이딩면(2p)나 상기 고정올덤홈(2g), (2h)와 마찬가지의 표면피막을 마련해도 좋다. 이것에 의해, 상기 선회스크롤부재(3)과 상기 올덤링(5) 사이의 마찰손실도 작게 할 수 있다. 이 결과, 전단열효율을 향상시킬 수 있다는 특유의 효과가 있다.

또, 상기 스러스트부재(9)의 전체표면에 윤활성을 구비한 표면피막을 마련해도 좋다. 예를 들면, 침유질화처리나 인산망간피막처리에 의한 표면피막이 고려된다. 이것에 의해, 상기 스러스트면과 상기 스러스트 축받이면 사이의 슬라이딩성을 향상시킬 수 있으므로, 그곳에서의 마찰손실을 작게 할 수 있다. 이 결과, 전체단열효율을 한층더 향상시킬 수 있다는 특유의 효과가 있다. 친숙성이 있는 표면피막일 때는 피막두께를 작게 한다. 예를 들면, 2∼3㎛로 한다. 이 결과, 스러스트축받이면(9a)의 친숙해짐이 스크롤랩의 이끝 이뿌리 사이의 친숙해짐보다 빠르게 완료되므로 이끝 이뿌리 사이의 친숙해짐 후의 틈새를 확대시키는 일은 없다.

또, 상기 스크롤랩(2b), (3b)를 인벌류트곡선으로 형성해도 좋다. 이것에 의해, 스크롤랩의 가공이 용이하게 되므로 압축기의 가공성을 향상시킬 수 있다는 특유의 효과가 있다.

또, 상기 부재(2)와 상기 선회스크롤부재(3)의 재질을 동일하게 하고 상기 랩(2b)의 높이를 상기 선회스크롤랩(3b)의 높이와 3㎛ 이내의 정밀도로 동일치수로 가공해도 좋다. 이 결과, 운전시에 스크롤부재(2), (3)이나 스러스트부재(9)가 변형하지 않는다고 가정하면 선회스크롤부재(3)의 상기 스러스트면(3d)의 위치에 있어서의 경판(3a)의 두께에 대해서 상기 스러스트부재(9)의 상기 스러스트축받이(9a)와 상기 비선회기준면 대향면(9w)의 거리가 큰 분만큼 스크롤랩의 선회이끝과 고정이뿌리의 틈새 및 선회이뿌리와 고정이끝의 틈새가 3㎛ 이내의 정밀도로 동일치수만큼 확보된다. 즉, 그분만큼 변형해도 이끝과 이뿌리가 접촉하지 않게 된다. 압축기는 여러가지 조건하에서 운전되므로 스크롤부재(2), (3)이나 스러스트부재(9)의 변형량도 일정하지 않아 이끝과 이뿌리 사이에 틈새를 마련한다. 부재(2)와 선회스크롤부재(3)이 동일한 재질인 경우에는 스크롤랩의 선회이끝과 고정이뿌리의 틈새 및 선회이뿌리와 고정이끝의 틈새의 2개소의 틈새는 동일치수로 하는 편이 좋기 때문에, 선회스크롤부재(3)의 상기 스러스트면(3d)의 위치에 있어서의 경판(3a)의 두께와 상기 스러스트부재(9)의 상기 스러스트축받이(9a)와 상기 비선회기준면 대향면(9w)의 거리를 측정하고, 그 차가 스크롤랩의 이끝 이뿌리 사이의 최적인 틈새와 동일하게 되는 선택조합을 실행하는 것에 의해 성능이나 신뢰성의 편차가 적은 양산이 가능하게 된다는 특유의 효과가 있다.

또, 상기 스러스트부재(9)에 회전방지부재를 마련해도 좋다. 이 경우에는 상기 차압제어밸브(100)의 위치가 변화하지 않으므로, 최적인 위치에 상기 차압제어밸브(100)을 마련할 수 있다. 예를 들면, 상기 배면 과흡입압영역(99)에 축받이에서 배출된 오일이 고여 상기 밸런스웨이트(49)에 의한 교반손실이 증대하는 경우에는 상기 차압제어밸브(100)을 상기 급유홈(9g)의 가장 아래쪽에 마련한다. 이 결과, 상기 배면 과흡입압영역(99)내로 유입되는 오일은 중력에 의해 그 아래쪽부터 고이게 되지만, 그곳에 배출구멍인 상기 차압제어밸브(100)이 개구되어 있으므로 효율적으로 오일을 상기 배면 과흡입압영역(99)에서 배출시킬 수 있다. 따라서, 상기 밸런스웨이트(49)에 의한 교반손실은 저감되고 압축기의 전반열효율이 향상한다는 특유의 효과가 있다.

또한, 이 실시예에서는 의외의 현상에 의해 스크롤부재의 이끝 이뿌리 사이가 압접해도 선회스크롤부재의 지지부재인 스러스트부재가 릴리스되어 스크롤랩에 큰 손상을 주지 않으므로 스러스트부재가 접축선방향으로 이동가능한 릴리스구조로 되어 있지만, 이 스러스트부재가 프레임에 고정되어 릴리스되지 않는 구조일 때에도 릴리스작용에 의한 효과 이외의 효과는 마찬가지이다.

또, 이것을 냉동사이클용의 압축기 또는 도 9에서 도시한 압력운전범위가 요구되는 용도의 압축기로서 사용한 경우, 상기 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 과흡입압값을 작게 설정할 수 있으므로 광범위한 운전조건에서 전단열효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. R32를 포함한 가스를 압축대상으로한 경우의 효과도 상기 제1 실시예와 마찬가지이다.

다음에, 본 발명을 비선회스크롤부재를 축선방향으로 이동가능하게 하고, 그경판의 반대의 압축실측에 토출압을 가해 인력을 부여하고, 그 지지부재를 프레임에 고정된 스토퍼부재로 하고, 선회스크롤부재의 경판의 반대의 압축실측인 선회배면에 배면 과흡입압영역을 마련하여 요구되는 운전압력조건범위에서 선회스크롤부재의 스크롤지지부재를 주로 상기 선회배면에 마련한 프레임의 스러스트면으로 한 즉 선회스크롤부재를 상기 비선회스크롤부재에 눌러붙이지 않고 선회배면에서 부세력을 받은 가로배치형의 비선회 릴리스식 스크롤 압축기에 실시한 제3 실시예를 도 19∼도 23에 따라서 설명한다. 도 19는 압축기의 종단면도, 도 20은 압력차 제어밸브의 종단면도, 도 21은 선회스크롤부재의 사시도, 도 22는 비선회스크롤부재의 사시도, 도 23은 스토퍼부재의 사시도이다.

우선, 구조를 설명한다. 선회스크롤부재(3)의 지지부재가 그 배면에 고정배치된 프레임(4)로 되고, 그 대신에 비선회스크롤부재가 축선방향으로 이동가능한 구성으로 된 것 이외에는 상기 제2 실시예와 마찬가지이므로 상세한 설명은 생략한다.

선회스크롤부재(3)은 경판(3a)에 스크롤랩(3b)가 마련되고 그 배면에는 보스(3c)가 마련된다. 또, 배면 외주부에는 스러스트면(3d)가 배치되어 있다. 상기 경판(3a)의 외주부에는 올덤돌기부(3e), (3f)가 돌출되고 그곳에는 선회올덤홈(3g), (3h)가 마련된다. 또, 상기 경판(3a)의 외주부에는 올덤지지 돌기부(3i), (3j)가 마련된다. 상기 스크롤랩(3b)는 중앙측 및 외주측 끝부를 제외하고 중앙에서 외주측으로 갈수록 두께가 감소한다. 또, 상기 스크롤랩(3b)의 밸런스를 취하므로 상기 경판(3a)의 상면을 직선상에 노치한 밸런스 노치부(3k)를 마련한다.

스토퍼부재(7)의 한단 낮게 되어 있는 면인 스토퍼면(7f)에 회전고정홈(7a), (7b)가 마련되고 그 하면측에는 비선회 올덤홈(7c), (7d)가 마련된다. 이 회전 고정홈(7a), (7b)와 비선회 올덤홈(7c), (7d)는 공통의 측면을 갖고 있다. 그 스토퍼면을 둘러싸도록 내주면인 비선회 레일면(7g)가 마련된다.

비선회스크롤부재(2)는 경판(2a)에 스크롤랩(2b)가 세워 마련되고 그 배면의 중앙부에는 실돌기부(2c)가 세워 마련되어 있다. 이 내부에는 중앙부근에 토출구멍(2d)와 여러개의 바이패스구멍(2e)가 개구되어 있다. 이 바이패스구멍(2e)에 리이드밸브판인 바이패스밸브판(23)을 바이패스 나사(50)에 의해 고정한다. 또, 중앙부근에는 토출구멍(2d)가 개구되어 있다. 또 상기 실돌기부(2c)의 외부에는 균압구멍(2n)이 개구되어 있다. 상기 경판(2a)의 압축실측면에는 회전방지부재(2g), (2h)가 돌출되어 있다. 상기 스크롤랩(2b)는 중앙측 및 외주측 끝부를 제외하고 중앙에서 외주측으로 갈수록 두께가 감소한다.

프레임(4)는 외주부에 상기 스토퍼부재를 고정하는 스토퍼부착면(4b), 그 내측에는 패인 스러스트면(4g)가 마련된다. 그 측면에는 흡입구멍(4p)가 개구된다. 그리고, 스러스트면(4g)에 오일홈(4i)를 마련하고, 거기에 모터실측에서 패여 있는 차압밸브 삽입구멍(4i)측으로 통하는 급유구멍(4x)를 개구한다. 그리고, 그 차압밸브 삽입구멍(4i)의 측면에서 선회배면실 측면(4j)로 통과하는 제2 급유구멍(4z)가 개구되어 있다. 또, 중앙부에는 축실(4a)와 주축받이(4m)을 마련하고 그 스크롤측에 축을 지지하는 축 스러스트면(4c)를 마련한다. 그 축실(4a)와 주축받이(4m) 사이의 공간을 향해 프레임측면에서 가로구멍(4n)이 개구되어 있다. 외주면에는 가스및 오일의 유로로 되는 여러개의 유통홈(4h)가 마련된다. 그리고,그 중의 1개에는 모터선(77)을 통과시킨다. 여기에서, 상기 차압밸브 삽입구멍(4w)에는 이하에 기술하는 차압제어밸브(100)을 조립한다. 우선, 상기 차압밸브 삽입구멍(4w)의 바닥에 있는 스프링위치 결정돌기(4y)에 차압밸브 스프링(100c)를 압입하고, 테이퍼형상의 밸브실면(100b)를 갖는 밸브패임부(100g)를 마련한 원통형상의 밸브케이스(100e)에 구형상의 밸브체(100a)를 삽입한 상태로 상기 차압밸브 삽입구멍(9h)에 압입 또는 접착 또는 용접한다. 여기에서, 상기 밸브패임부(100g)의 바닥에서 통하는 케이스급유구멍(100h)를 개구한 케이스홈(100i)가 상기 제2 급유구멍(4z)의 개구부까지 온다. 이와 같이 해서, 차압제어밸브(100)을 형성한다. 이 때, 상기 차압밸브 스프링(100c)는 압축되어 상기 밸브체(100a)를 상기 밸브실면(100b)에 눌러붙인다. 이 누름력은 과흡입압측을 결정하므로 이것을 결정하는 치수인 상기 밸브패임부(100g)의 깊이, 상기 밸브체(100a)의 직경, 상기 차압밸브 스프링(100C)의 스프링정수, 자연길이, 스프링직경은 정밀도 좋게 관리하지 않으면 안된다. 또, 상기 차압밸브 삽입구멍(9h)의 내경을 상기 밸브케이스(100e)의 외형보다 크게 해서 누름력이 정규인 값으로 되는 곳에서 이 밸브케이스(100e)를 접착하여 고정하는 방법도 있다. 이 방법의 경우에는 상기한 각 부의 치수나 스프링정수의 값을 정밀도 좋게 관리할 필요가 없어지므로 양산성이 향상된다는 효과가 있다. 이들 2가지 방법 모두 조립완료시에는 상기 차압밸브 삽입구멍(4w)와 상기 밸브케이스(100e) 사이는 완전하게 실되어 있지 않으면 안된다.

올덤링(5)의 한쪽면에 스토퍼돌기부(5a), (5b)가 마련되고, 다른 한쪽 면에는 선회돌기부(5c), (5d)(보두 도시하지 않음)가 마련된다.

외주커버(25)에는 내주부 상부에 커버누름부재(25a), 내주부 하부에 링홈(25b)가 마련된다. 이 링홈(25)에는 내열성이고 유연한 재질의 실링(51)을 삽입한다.

축(12)에는 내부에 축 급유구멍(12a), 주축받이 급유구멍(12b), 축실 급유구멍(12c), 부축받이 급유구멍(12i)가 마련된다. 또, 그 상부에는 직경이 확대된 축받이 유지부(12w)가 있고 그곳에는 편심한 위치에 선회축받이(12q)가 압입된다.

회전자(15)는 적층강판(15a)에 자기를 띠지 않은 영구자석(15b)를 내장하고, 상면에 상부 밸런스 웨이트(15c)를 고정한다. 여기에서, 이 밸런스 웨이트(15c)를 원통형상으로 하기 위해 밸런스 웨이트(15c)보다 비중이 작은 재료로 이루어진 상부 보정밸런스 웨이트(15e)를 상부 밸런스 웨이트(15c)에 고정한다. 또, 하면에 하부밸런스 웨이트(15p)를 고정한다. 여기에서, 이 하부밸런스 웨이트(15p)를 원통형상으로 하기 위해 하부밸런스 웨이트(15p)보다 비중이 작은 재료로 이루어진 하부보정 밸런스 웨이트(15f)를 하부밸런스 웨이트(15d)에 고정한다. 재료로서 밸런스 웨이트(15c), (15p)를 아연 또는 황동, 보정밸런스 웨이트(15e), (15f)를 알루미늄합금으로 해도 좋다. 또, 보정밸런스 웨이트(15e), (15f)를 적층강판(15a)에 직접 고정해도 좋다.

고정자(16)은 적층강판(16b)의 외주부에 압축성가스나 오일의 유로로 되는 여러개의 고정자홈(16c)가 마련되어 있다. 그러나, 이 고정자홈(16c) 대신에 상기 적층강판(16b)의 내부에 가로구멍을 개구해도 좋다.

이들 구성요소를 이하와 같이 조립한다. 우선, 상기 프레임(4)의 주축받이(4m)에 축(12)를 삽입해서 회전자(15)를 고정한다. 다음에, 상기 선회스크롤부재(3)을 상기 보스(3c)를 상기 선회축받이(12q)에 삽입하고 상기 스러스트면(3d)를 프레임(4)의 상기 스러스트면(4g)에 탑재하여 조립한다. 이 때, 선회스크롤부재(3)의 배면에는 배면 과흡입압영역(99)가 형성된다. 다음에, 상기 올덤링(5)를 상기 선회올덤홈(3g), (3h)에 상기 선회돌기부(5c), (5d)를 삽입하도록 해서 상기 경판(3a)의 스크롤랩측에 탑재한다. 다음에, 상기 스토퍼부재(7)을 상기 비선회올덤홈(7c), (7d)에 상기 고정돌기부(5a), (5b)를 삽입하도록 해서 프레임 상면에 탑재한다. 이 때, 선회스크롤부재(3)의 주위에는 흡입실(60)이 형성된다. 또, 상기 비선회스크롤부재(2)를 상기 회전방지홈(7a), (7b)에 상기 회전방지부재(2g), (2h)를 삽입하도록 해서 상기 스토퍼면(7f)에 탑재한다. 이 때, 상기 비선회스크롤부재(2)의 외주와 상기 비선회레일면(7g)의 내주는 직경차로써 5㎛정도의 틈새 끼워맞춤으로 한다. 다음에, 외주커버(25)를 상기 실돌기부(2c)의 외주면으로 링홈(25b)내에 배치한 상기 실링(51)이 슬라이딩하도록 하여 상기 스토퍼부재(7)에 탑재한다. 이 때, 이 외주커버(25)의 내주부에 있는 상기 커버누름부재(25a)는 중앙커버(24)가 상기 실돌기부(2c)의 내주에서 분리되는 것을 방지한다. 이상과 같이 각 요소를 조립한 후에 상기 축(12)나 상기 회전자(15)를 회전시키면서 커버나사(53)에 의해 상기 스토퍼부재(7) 및 상기 외주커버(25)를 상기 프레임(4)에 고정한다. 이 때, 상기 비선회스크롤부재(3)과 상기 외주커버(25) 사이에 상면실(10)이 형성된다.

다음에, 미리 상기 고정자(16)이 소결고정 또는 압입되어 있는 상기 원통케이싱(31)에 상기 조립부를 삽입해서 상기 프레임(4)의 측면에 가접용접을 실행한다. 그리고, 흡압파이프(54)를 상기 흡입구멍(4p)에 삽입해서 고정한다. 다음에, 미리 허메틱단자(22)가 용접되어 있는 상부 케이싱(20)을 그 허메틱단자(22)의 내부측단자에 상기 모터선(77)을 장착하여 용접한다. 이 때, 상기 외주커버(25)의 상부에는 비선회 배면실(61)이 형성된다. 다음에, 구면축받이(72)를 장착하고 급유관(71)이 용접되어 있는 축받이 하우징(70)을 축받이 지지판(18)의 중앙에 고정하고, 상기 구면축받이(72)의 원통구멍에 상기 축(12)의 끝부를 삽입하도록 해서 상기 축받이 지지판(18)을 상기 원통케이싱(31)에 삽입고정한다. 이때, 상기 프레임(4)와 상기 축받이 지지판(18) 사이에는 모터실(62)가 형성된다. 그리고, 상기 원통케이싱(31)에 토출관(55)가 상부에 용접된 바닥케이싱(21)을 용접하여 오일저장실(80)을 형성한다. 이 상태에서 상기 고정자(16)에 전류를 흐르게 하고 상기 회전자(15)내부의 영구자석(15b)에 자기를 부여하여 모터(19)를 형성한다. 마지막으로 윤활유(56)을 주입한다.

다음에 동작을 설명하지만, 압축성가스 및 오일의 흐름은 상기 제2 실시예와 동일하므로 설명은 생략한다. 또, 비선회스크롤부재가 릴리스되는 점은 제2 실시예에 있어서의 스러스트부재가 릴리스되는 동작과 마찬가지이므로 이것도 생략한다.

이 예에서는 상기 선회유지부(12f)가 원통형상이기 때문에 상기 선회유지부(12f)의 회전에 따른 점성손실을 한층 더 저감할 수 있다는 본 실시예 특유의 효과가 있다.

또, 상기 중앙커버(24) 및 상기 외주커버(25)는 그 하부에 가스층을 형성하므로 상기 하면실(61)내의 고온의 토출가스로 부터의 열이 상기 압축실(6)으로 전달되는 것을 방지한다는 본 실시예 특유의 효과가 있다. 또, 상기 중앙커버(24) 및 상기 외주커버(25)는 상기 릴리스밸브(23)의 개폐에 따른 충격음을 차단한다는 본 실시예 특유의 효과가 있다.

또, 상기 중앙커버(24)를 경판(2a)의 재질보다 열팽창율이 큰 재질로 하고 중앙커버(24)의 외주와 상기 실돌기부(2c)의 내주를 최대 10㎛정도의 틈새 끼워 맞춤으로 해도 좋다. 이 경우, 운전시의 온도상승에 의해 상기 중앙커버(24)가 팽창하여 상기 실돌기부(2c)를 확장하는 방향으로 변형한다. 그 결과, 상기 경판(2a)의 상면이 그 하면과 비교해서 상대적으로 연장하므로 경판(2a)가 위로 볼록한 변형을 발생시킨다. 따라서, 스크롤랩 중앙부의 고온에 의한 그곳에서의 랩 이끝 이뿌리 사이의 접촉을 회피할 수 있어 압축기의 고효율화, 과신뢰성화를 실현할 수 있다는 특유의 효과가 있다. 예를 들면, 상기 플로트 스크롤부재(2)를 주철제, 상기 중앙커버(24)를 황동제 또는 아연제 또는 알루이늄 합금제 특히 실리콘함유량이 10∼30%정도인 영률이 큰 알루미늄 합금제로 하면 좋다.

또, 급유파이프(71)의 선단을 오일도입구멍(18a)의 반대측에 마련했으므로 압축가스가 급유파이프(71) 내에 유입할 위험성이 없어져 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

또, 토출관의 개구를 상부에 마련했으므로 오일저장실(80)내에서 거품이 인 오일이 토출되는 것을 억제하여 토출유량이 적은 신뢰성이 높은 압축기를 제공할수 있다는 효과가 있다.

다음에, 본 발명을 비선회스크롤부재를 축선방향으로 이동가능하게 하고 그 경판의 반대의 압축실측에 배면 과흡입압영역을 마련하여 요구되는 운전압력 조건범위에서 비선회스크롤부재의 스크롤지지부재를 주로 선회스크롤부재로 한 즉 비선회스크롤부재를 선회스크롤부재에 눌러붙인 세로배치형의 비선회 플로트식 스크롤압축기에 실시한 제4 실시예를 도 24∼도 29에 따라서 설명한다. 도 24는 압축기의 종단면도, 도 25는 압력차 제어밸브의 종단면도, 도 26은 압력격벽을 제거한 압축기 상면도, 도 27은 비선회스크롤부재의 중앙부 상면도, 도 28은 바이패스밸브의 상면도, 도 29는 리테이너의 상면도이다.

우선, 구조를 설명한다.

선회스크롤부재(3)은 경판(3a)에 스크롤랩(3b)가 세워 마련되고 그 배면에는 선회올덤홈(3g), (3h)와 선회축받이(3w)를 압입한 축받이 유지부(3s)와 스러스트면(3d)가 배치되어 있다.

비선회스크롤부재(2)는 경판(2a)에 스크롤랩(2b)가 세워 마련되고 그 배면의 중앙부에 중앙스탠드부(2w)를 마련하고 그 상면에는 토출구멍(2d)와 여러개의 바이패스구멍(2e)가 개구되어 있다. 이 바이패스구멍(2e)에 리이드밸브판인 바이패스밸브판(23)과 리테이너(23a)를 바이패스 나사(50)에 의해 고정한다. 그리고, 그 주위에는 실홈(2s)를 마련한다. 또, 배면외주 부근에는 외주돌기부(2t)가 마련되고 상기 중앙스텐드부(2w)와의 사이에 배면오목부(2x)를 마련한다. 그리고, 이 배면오목부(2x)의 주변부 부근에 차압삽입구멍(2z)를 파고 그 바닥에서 스크롤랩측의 흡입실로 되는 외주부측으로 배기로(2y)를 개구한다. 그 차압삽입구멍(2z)의 바닥에는 스프링위치 결정돌기(21)을 마련한다. 여기에서, 상기 차압밸브 삽입구멍(2z)에는 이하에 기술하는 차압제어밸브(100)을 조립한다.

우선, 상기 차압밸브 삽입구멍(2z)의 바닥에 있는 스프링위치 결정돌기(21)에 차압밸브 스프링(100c)를 압입하고, 테이퍼형상의 밸브실면(100b)를 갖는 밸브패임부(100g)를 마련한 원통형상의 밸브케이스(100e)에 구형상의 밸브체(100a)를 삽입한 형태로 상기 차압밸브 삽입구멍(2z)에 압입 또는 접착 또는 용접한다. 이와 같이 해서 차압제어밸브(100)을 형성한다. 이 때, 상기 차압밸브 스프링(100c)는 압축되고 상기 밸브체(100a)를 상기 밸브실면(100b)에 눌러붙인다. 이 누름력은 과흡입압값을 결정하므로 이것을 결정하는 치수인 상기 밸브패임부(100g)의 깊이, 상기 밸브체(100a)의 직경, 상기 차압밸브 스프링(100C)의 스프링정수, 자연길이, 스프링직경은 정밀도 좋게 관리하지 않으면 안된다. 또, 상기 차압밸브 삽입구멍(9h)의 내경을 상기 밸브케이스(100e)의 외형보다 크게 해서 누름력이 정규의 값으로 되는 곳에서 이 밸브케이스(100e)를 접착하여 고정하는 방법도 있다. 이 방법의 경우에는 상기한 각 부의 치수나 스프링정수의 갈을 정밀도 좋게 관리할 필요가 없어지므로 양산성이 향상한다는 효과가 있다. 이들 2가지 방법 모두 조립완료시에는 상기 차압밸브 삽입구멍(4w)와 상기 밸브케이스(100e) 사이는 완전하게 실되어 있지 않으면 안된다.

프레임(4)에는 외주부에 상기 비선회스크롤부재(2)를 판형상의 스크롤부착 스프링(75)를 거쳐 부착하는 돌기된 3개소의 스크롤부착부(4q)와 그 내측에 슬라이딩 스러스트축받이(4g) 및 프레임 올덤홈(4e), (4f)가 마련된다. 그리고, 그 외주부에는 여러개의 흡입홈(4r)이 마련된다. 또, 슬라이딩 스러스트축받이(4g)에는 고리형상이나 직경방향으로 직선형상의 오일홈(4i)가 마련된다. 또, 중앙부에는 축실(4a)와 주축받이(4m)을 마련하고 그 스크롤측에 축을 지지하는 축스러스트면(4c)를 마련한다. 이 프레임(4)의 상면의 가장 낮은 부분에서 프레임 하면으로 통하는 오일배출로(4s)를 마련한다. 상기 축실(4a)와 상기 주축받이(4m) 사이의 공간을 향해 프레임측면에서 가로구멍(4n)이 개구되어 있다.

올덤링(5)의 한쪽면에 프레임돌기부(5a), (5b)가 마련되고, 다른 한쪽면에는 선회돌기부(5c), (5d)(모두 도시하지 않음)가 마련된다.

압력격벽(74)에는 중앙부에 토출개구부(74c)와 내주부 하부에 내주 실홈(74a)와 하면 중앙부근에 외주 실홈(74b)가 마련된다. 이 2개의 실홈 사이의 하면과 상면을 연통하는 스로틀을 갖는 토출배면유로(74d)를 마련한다. 여기에서는 미소한 직경의 구멍을 갖는 별도의 부재를 압입해서 형성한다.

축(12)에는 내부에 축 급유구멍(12a), 주축받이 급유구멍(12b), 축실 급유구멍(12c), 부축받이 급유구멍(12i)가 마련된다. 또, 그 상부에는 직경이 확대된 축받이 유지부(12w)가 있고 여기에 축밸런스(49)가 압입된다. 또, 그 상부에는 편심부(12f)가 있다.

회전자(15) 및 고정자(16)은 상기 제1 공지예와 동일하므로 설명은 생략한다.

이들 구성요소를 이하와 같이 조립한다. 우선, 상기 프레임(4)의 상기 주축받이(4m)에 상기 축(12)를 삽입해서 상기 회전자(15)를 고정한다. 다음에, 상기 올덤링(5)를 상기 프레임(4)의 상기 프레임올덤홈(4c), (4f)에 상기 올덤링(5)의 상기 프레임돌기부(5a), (5b)를 삽입하도록 해서 장착한다. 다음에, 상기 선회스크롤부재(2)를 축(12)의 편심부(12f)에 상기 선회축받이(3w)를 삽입하고, 상기 올덤링(5)의 상기 선회돌기부(5c), (5d)에 상기 선회올덤홈(3g), (3h)를 삽입하고, 상기 프레임(4)의 상기 슬라이딩 스러스트축받이(4g)에 상기 스러스트면(3d)를 탑재해서 조립한다. 다음에, 미리 스크롤부착 스프링(75)를 3개의 스프링부착 나사(55)에 의해 나사고정한 상기 비선회스크롤부재(2)를 스크롤랩이 맞물리도록 해서 상기 프레임(4)의 프레임부착부(4q)의 상면에 탑재한다. 이상과 같이 각 요소를 조립한 후에 상기 축(12)나 상기 회전자(15)를 회전시키면서 커버나사(53)에 의해 상기 비선회스크롤부재(2)를 상기 프레임(4)에 고정한다.

다음에, 미리 상기 고정자(16)이 소결고정 또는 압입되고, 상기 흡입파이프(54)와 상기 축받이지지판(18)과 허메틱단자(22)가 용접되고, 그 허메틱단자(22)의 내부측단자에 상기 모터선(77)이 장착되어 있는 상기 원통케이싱(31)에 상기 조립부를 삽입해서 상기 프레임(4)의 측면에 가접용접을 실행한다. 그리고, 상기 회전자(15)와 상기 고정자(16)에 의해 모터(19)를 형성한다. 다음에, 상기 축받이 지지판(18)의 중앙부의 구멍에서 돌출한 상기 축(12)의 한쪽끝이 축받이 하우징(70)에 장착된 구면축받이(72)의 원통구멍에 삽입되도록 상기 축받이 하우징을 조립하고, 상기 축(12)의 회전토크를 검출하면서 축받이하우징(70)의 위치를 조정해서 그 회전토크가 최소로 되는 위치에서 상기 축받이 하우징(70)을 상기 축받이지지판(18)에 스폿용접한다. 그 축받이 하우징(70)의 하면에 상기 축 급유구멍(12a)로 급유하도록 급유펌프가 마련된다. 또, 이 때, 상기 프레임(4)와 상기 축받이 지지판(18) 사이에는 모터실(62)가 형성된다. 그리고, 상기 원통케이싱(31)에 바닥케이싱(21)을 용접하고 오일저장실(80)을 형성한다. 다음에, 상기 압력격벽(74)의 상기 내주 실홈(74a)와 상기 외주 실홈(74b)에 각각 내주 실(57)과 외주 실(58)을 삽입하면서 상기 원통케이싱(31)에 탑재한다. 이 때, 상기 비선회스크롤부재(2)의 상면의 상기 내주 실(57)과 상기 외주 실(58) 사이에 상기 비선회스크롤부재(2)의 배면 과흡입압영역(99)가 마련된다. 그리고, 토출관(55)가 상부에 용접된 상부 케이싱(20)을 또 그위에 탑재하여 용접한다. 그 때, 상기 비선회스크롤부재(2)의 상면의 상기 내주 실(57)의 내측의 영역이 상기 비선회스크롤부재(2)의 배면 토출압영역(95)로 된다. 그리고, 상기 압력격벽(74)와 상기 상부 케이싱(20) 사이에 비선회배면실(61)이 형성된다. 다음에, 구면축받이(72)를 장착해서 급유관(71)이 용접되어 있는 축받이 하우징(70)을 중앙에 고정하고 상기 구면축받이(72)의 원통구멍에 상기 축(12)의 끝부를 삽입하도록 해서 상기 축받이지지판(18)을 상기 원통케이싱(31)에 삽입고정한다. 이 상태에서 상기 고정자(16)에 전류를 흐르게 하고 상기 회전자(15) 내부의 영구자석(15b)에 자기를 부여하여 모터(19)를 형성한다. 마지막으로 윤활유(56)을 주입한다.

다음에, 동작을 설명한다.

상기 흡입파이프(54)에서 상기 흡입실(60)으로 흡입된 가스는 상기 선회스크롤부재(3)의 선회운동에 의해 상기 압축실(6) 내에서 압축되고, 상기 토출구멍(2d)에서 상기 비선회스크롤부재(2)의 상부의 상기 비선회배면실(61)로 토출된다.

그 가스는 일단 상기 모터실(62)로 들어가 모터냉각과 가스내에 포함된 윤활유를 분리한 후에 상기 토출파이프(55)에서 압축기 외부로 배출된다.

상기 비선회스크롤부재(2)는 상기 압축실(6) 내부의 가스압에 의해 상기 선회스크롤부재(32)에서 이간하는 분리력을 받지만, 상기 배면 과흡입압영역(99)와 상기 배면 토출압영역으로 부터의 압력에 의한 인력에 의해 상기 선회스크롤부재(3)에 눌려붙여진다. 따라서, 비선회스크롤부재(2)의 부세력은 상기 선회스크롤부재에서 부여된다. 한편, 상기 선회스크롤부재(3)에는 인력은 없고 선회배면의 슬라이딩 스러스트축받이에 의해 부세력을 얻고 있다. 이 결과, 스크롤부재의 이끝과 이뿌리의 틈새는 확대시키지 않고 압축동작을 지속할 수 있다.

여기에서, 상기 배면 과흡입압영역(99)의 압력제어법은 우선 스로틀을 갖는 상기 토출배면유로(74d)에 의해 토출계에서 토출압을 도입하고 상기 차압제어밸브(100)에 의해 압력을 제어한다. 이것은 상기한 실시예에서 축받이를 통과한 압축성가스 및 오일에 의해 압역도입을 실행하고 있는 점이 다를 뿐이다. 이것에 의해, 상기 과흡입압영역(99)로의 압력도입만을 고려한 설계가 가능하므로 최적설계가 가능하게 된다. 또, 바이패스밸브도 상기 실시예와 마찬가지로 마련하고 있으므로, 이들 조합에 의해 광범위한 운전범위에서 전단열효율 및 신뢰성이 향상된 압축기를 제공할 수 있다는 효과가 있다. 또, 상기 배면토출압영역(95)의 축가장자리방향에 있어서의 투영면적을 본원의 특허청구의 범위 제5항에 맞는 크기로 했으므로, 과흡입압값을 한층 더 작게 설정할 수 있어 광범위한 운전범위에 걸쳐전단열효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

압축기의 바닥에 고여 있는 오일은 상기 급유펌프(56)에 의해 상기 축 급유구멍(12a)를 통해 상기 선회축받이(12c)로 급유된다. 또, 상기 가로급유구멍(125)를 경유해서 상기 주축받이(4a)로 급유된다. 그 오일은 상기 선회배압실(11)로 유입된 후 일부는 상기 오일홈(4i)를 통해서 슬라이딩 스러스트축받이(4)를 윤활하면서 상기 흡입실(60)으로 유입되고, 그 외에는 상기 오일배출로(4s)를 통해 모터실(62)로 유입되어 압축기의 바닥으로 되돌아간다.

또, 상기 압력격벽(74)는 그 하부에 가스층을 형성하므로 상기 비선회배면실(61)내의 고온의 토출가스로 부터의 열이 상기 압축실(6)으로 전달되는 것을 방지한다는 본 실시예 특유의 효과가 있다.

그러나, 상기 배면 과흡입압영역(99)로의 압력도입법으로서 상기 토출배면유로(74d)를 마련하는 것 대신에 상기 내주 실(57)에 미소한 홈을 마련하거나 그 실성을 저하시키고 그곳을 통과하는 상기 비선회배면실(61)로 부터의 유입흐름을 이용해도 좋다.

마지막으로, 본 발명을 가로배치형의 선회플로트식 스크롤 압축기에 실시한 제5 실시예를 도 30에 따라서 설명한다. 압력차 제어밸브(100)의 밸브캡이 탄성을 갖는 스프링밸브캡(100y)고 되고 그것을 고정하는 캡누름부재(100x)를 마련하는 것 이외에는 제1 실시예와 동일하므로 그 개소 이외의 설명은 생략한다. 토출압이 높은 운전시에는 밸브캡에 스프링성을 갖게 했으므로 스프링밸브캡(100y)는 눌려져 밸브구멍(2f)쪽으로 변위한다. 따라서, 차압밸브 스프링(100c)가 눌려 압축되어 밸브체(100a)를 밸브 실면(2j)에 눌러붙이는 힘이 증대한다. 따라서 과흡압값이 커진다. 배면 토출압영역(95)의 축선방향에 있어서의 투영면적이 선회축받이의 설계에 의해 최적인 값보다 작아질 때 토출압이 큰 운전조건에서는 과흡입압값을 크게 할 필요가 생긴다. 이와 같은 토출압의 증대에 따라 과흡입압값이 커지면 토출압이 작은 조건하에서도 과대한 과흡입압값으로 되지 않고 광범위한 운전범위에 있어서 전단열효율 및 신뢰성을 한층더 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 광범위한 압력운전범위에 있어서 전단열효율 및 신뢰성이 높고 사용상 편리한 스크롤 압축기를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

선회스크롤, 이 선회스크롤과 서로 맞물리는 비선회스크롤, 상기 선회스크롤의 배면부에 마련된 배압실, 이 배압실로 유체를 도입하는 경로, 이 배압실과 흡입압력영역을 연통하는 연통로 및 상기 배압실의 압력과 흡입압력의 차에 따라 상기 연통로를 개폐하는 개폐수단을 구비한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 선회스크롤과 상기 비선회스크롤에 의해 형성되어 토출구와 연통하지 않는 압축실과 이 압축실외의 공간을 연통하는 연통구멍,

이 토출구로 부터의 유체가 흐르는 토출측 공간,

상기 압축실외의 공간과 이 토출측공간을 접속하는 공간 및

상기 연통구멍에 마련되어 이 연통구멍을 개폐하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제1항에 있어서,

상기 압축실외의 공간과 이 토출측 공간을 접속하는 공간은 상기 비선회스크롤배면에 마련된 고정배면실인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
경판과 그것에 세워 마련된 소용돌이형상의 스크롤랩을 갖고 자전하지 않고 선회운동하는 선회스크롤부재, 경판과 그것에 세워 마련된 소용돌이형상의 스크롤랩을 갖고 이 선회스크롤부재와 맞물려지는 비선회스크롤부재, 이들 스크롤부재가맞물려지는 것에 의해 형성되는 압축실의 유체의 압력에 의한 상기 양스크롤부재의 경판을 분리하는 분리력에 대항해서 상기 양스크롤부재의 경판을 끌어당기는 인력을 각각의 상기 스크롤부재에 가하는 인력부가수단, 상기 인력과 상기 분리력의 차분인 부세력의 반력을 각각의 상기 스크롤부재에 발생시키는 스크롤지지부재, 유체를 상기 압축실에 도입하는 흡입계 및 상기 압축실내에서 가압한 유체를 외부로 도출하는 토출계를 구비한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 압축실의 압력이 상기 토출계내의 압력인 토출압보다 높을 때 상기 압축실과 상기 토출계를 연통하는 제어바이패스를 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,

상기 인력부가수단의 일부는 상기 배면 과흡입압영역을 마련하는 스크롤부재의 경판의 배면에 상기 토출압을 가하는 배면 토출압영역을 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제4항에 있어서,

상기 배면 토출압영역은 그 면적이 상기 제어바이패스에 의해 상기 압축실과 상기 토출계가 연통하고 있지 않은 압축동작시에 있어서의 토출계와 연통해서 상기 양경판사이에 배치된 영역인 토출실의 상기 축선방향에서 본 투영면적과 그 토출실과 그것을 둘러싸는 압축실의 경계를 형성하는 양스크롤랩부의 이끝 면적의 1/2을더한 면적의 최대값과 최소값 사이에 있는 것인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,

상기 배면 과흡입압영역의 압력은 상기 토출계와 그 배면 과흡입압영역 사이에 마련한 스로틀을 갖는 토출배면유로와 그 배면 과흡입압영역과 상기 흡입계 사이의 배면 흡입유로와 그 배면 흡입유로중에 상기 배면 과흡입압영역과 흡입압의 압력차를 흡입압의 2할정도의 오차내에서 일정한 값으로 제어하는 압력차 제어수단인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제3항에 있어서,

상기 압력차 제어수단은 토출압이 높아짐에 따라서 상기 배면 과흡입압영역의 상기 흡입계와의 차인 상기 일정값이 증대하는 경향을 갖는 것인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
경판과 그것에 세워 마련된 소용돌이형상의 스크롤랩을 갖고 자전하지 않고 선회운동하는 선회스크롤부재, 경판과 그것에 세워 마련된 소용돌이형상의 스크롤랩을 갖고 상기 선회스크롤부재와 맞물려지는 비선회스크롤부재, 이들 스크롤부재가 맞물리는 것에 의해 형성되는 압축실의 유체의 압력에 의한 상기 양스크롤부재의 경판을 분리하는 분리력에 대항해서 상기 양스크롤부재의 경판을 끌어당기는 인력을 발생시키는 인력부가수단, 상기 인력과 상기 분리력의 차분인 부세력의 반력을 상기 스크롤부재에 발생시키는 스크롤지지부재, 유체를 상기 압축실로 도입하는 흡입계 및 상기 압축실내에서 가압한 유체를 외부로 도출하는 토출계를 구비한 스크롤 압축기에 있어서,

상기 비선회스크롤부재의 스크롤지지부재를 상기 선회스크롤부재로 하고, 상기 인력부가수단은 상기 비선회스크롤부재 배면에 마련된 배면 과흡입압영역에 상기 흡입계내의 압력인 흡입압보다 큰 압력을 가하는 수단이고, 상기 압축실의 압력이 상기 토출계내의 압력인 토출압보다 높을 때 상기 압축실과 상기 토출계를 연통하는 제어바이패스를 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제8항에 있어서,

상기 인력부가수단은 상기 배면 과흡입압영역을 마련하는 스크롤부재의 경판의 배면에 상기 토출압을 가하는 배면 토출압영역을 구비한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제9항에 있어서,

상기 배면 토출압영역은 그 면적이 상기 제어바이패스에 의해 상기 압축실과 상기 토출계가 연통하고 있지 않은 압축동작시에 있어서의 토출계와 연통해서 상기 양경판 사이에 배치된 영역인 토출실의 상기 축선방향에서 본 투영면적과 그 토출실과 그것을 둘러싸는 압축실의 경계를 형성하는 양스크롤랩부의 이끝 면적의 1/2를 더한 면적의 최대값과 최소값 사이에 있는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제8항에 있어서,

상기 배면 과흡입압영역의 압력은 상기 토출계와 그 배면 과흡입압영역 사이에 마련한 스로틀을 갖는 토출배면유로와 그 배면 과흡입압영역과 상기 흡입계 사이의 배면 흡입유로와 그 배면 흡입유로중에 상기 배면 과흡입압영역과 흡입압의 압력차를 흡입압의 2할정도의 오차내에서 일정한 값으로 제어하는 압력차 제어수단인 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
제8항에 있어서,

상기 압력차 제어수단은 토출압이 높아짐에 따라서 상기 배면 과흡입압영역의 상기 흡입계와의 차인 상기 일정값이 증대하는 경향을 갖는 스크롤 압축기.