JP2000257573A - スクロール型流体機械 - Google Patents
スクロール型流体機械Info
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- JP2000257573A JP2000257573A JP2000101830A JP2000101830A JP2000257573A JP 2000257573 A JP2000257573 A JP 2000257573A JP 2000101830 A JP2000101830 A JP 2000101830A JP 2000101830 A JP2000101830 A JP 2000101830A JP 2000257573 A JP2000257573 A JP 2000257573A
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Abstract
ラップの中央部先端側の強度が高く、加工が容易で、動
力損失が少なく高効率で作動することができるようにす
る。 【解決手段】 スクロール型流体機械は、それぞれ端板
に立設されたうずまき状ラップ11,12を有し、各う
ずまき状ラップ11,12の中央部先端側の縦断面形状
が、段差により前記端板から離れる上方段11ほどラッ
プ厚さが薄くなるように形成された少なくとも2段以上
の段階形状に形成され、うずまき状ラップ11,12に
より形成された固定スクロール1と旋回スクロールと
が、互いに偏心し、位相をずらせて噛み合わせされ、旋
回スクロールが自転を阻止されて公転旋回することによ
り、吸入口から腹側密閉空間及び背側密閉空間内に取り
込まれた流体が、圧縮又は膨張させられて吐出口から吐
出する。
Description
型圧縮機やスクロール型膨張機械として適用可能なスク
ロール型流体機械に関する。
ルラップの中央部形状は、スクロールの信頼性や性能に
大きな影響を及ぼすので、従来から種々の形状が提案さ
れている。例えば、特開昭59−58187号公報に一
例が開示されているスクロールは、図6に示すように、
旋回スクロールが固定スクロールの周りを(A),
(B),(C),(D)の順に自転なしで不転的に旋回
する際、両ラップの内端部に形成される最内包の容積
が、同図(C)に示すように最終的にゼロとなる、いわ
ゆる完全噛み合いプロファイルが性能上の要求から採用
されることが多い。しかしながら、このタイプのスクロ
ールプロファイルはスクロールラップ中央部先端に最大
応力が発生し、この点から破壊に至ることが多い。これ
に対して、信頼性確保の点から、最大発生応力を低減す
る手段と、材料の疲労強度を増加させる手段とが各種提
案されている。最大発生応力を低減する手段としては、
中央部形状をなす曲線と、それより外側のインボリュー
ト曲線の接合点をインボリュート伸開角の大きな方へ移
動させることや、特開平6−66273号公報に開示さ
れ、図7に示すように、旋回スクロールと固定スクロー
ルとのうち必要強度の大きい方を厚く、他方を薄くする
ことなどが提案されている。また、実開昭61−171
801号公報には、図8のうずまき体の噛み合い部の断
面図に示すように、ラップ断面が台形となるスクロール
も提案されているが、実際の加工が困難であるために、
実用に供されていない。さらに、材料の疲労強度を増加
させる手段として、実公平1−28315号公報には、
図9に示すように、ラップ根元にリブを設けることも提
案されているが、この種の構造ではラップ根元のリブは
圧力隔壁とならず、いわゆる完全噛み合いプロファイル
を構成することが不可能であり、再圧縮動力増加により
圧縮機効率が低下する等の問題がある。
事情に鑑みて提案されたもので、スクロールラップの中
央部先端側の強度が高く、加工が容易で、動力損失が少
なく高効率で作動することができるような、スクロール
型流体機械を提供することを目的とする。
るために、請求項1の発明のスクロール型流体機械は、
それぞれ端板にうずまき状ラップを立設してなる固定ス
クロールと旋回スクロールとを互いに偏心させ、かつ、
位相をずらせて噛み合わせたことにより前記各端板間に
おいて前記各うずまき状ラップにより腹側密閉空間と背
側密閉空間を限界し、前記旋回スクロールを前記旋回ス
クロールの自転を阻止して公転旋回させることにより吸
入口から前記腹側密閉空間及び前記背側密閉空間内に取
り込まれたガスを圧縮又は膨張させて吐出口から吐出す
るスクロール型流体機械において、前記固定スクロール
及び前記旋回スクロールの前記各うずまき状ラップの中
央部先端側の縦断面形状が、段差により前記端板から離
れる上方段ほどラップ厚さが薄くなるように形成された
少なくとも2段以上の段階形状に形成されていることを
特徴とする。
は、請求項1に記載のスクロール型流体機械において、
前記各うずまき状ラップをインボリュート曲線で形成
し、そのインボリュート伸開角で決まるインボリュート
始点の中央部先端側を少なくとも2つの曲線で接続する
とともに、前記インボリュート始点の前記中央部先端側
における前記各うずまき状ラップの縦断面形状が、前記
段差により前記端板から離れる上方段ほどラップ厚さが
薄くなるように形成された少なくとも2段以上の段階形
状に形成されていることを特徴とする。
は、請求項1又は2に記載のスクロール型流体機械にお
いて、前記スクロール型流体機械が、前記腹側密閉空間
と前記背側密閉空間とが最外方部に位置するとき、前記
スクロール型流体機械に形成された前記吸入口からガス
を取り込み、前記腹側密閉空間と前記背側密閉空間とが
中央部側へ移動するにつれて前記腹側密閉空間の容積及
び前記背側密閉空間の容積を減少させて、前記スクロー
ル型流体機械に形成された前記吐出口から圧縮ガスを吐
出する圧縮機として構成されていることを特徴とする。
説明すると、図1はその第1実施例のスクロールラップ
の中央部を示す斜視図、図2は図1の平面図、図3は図
1のスクロールの噛み合い状態を示す全体平面図、図4
はその第2実施例のスクロールの中央先端部を示す平面
図、図5は図4のラップを示すV−V矢視断面図であ
る。
ロールの各うずまき状ラップすなわち両スクロールラッ
プ1、2の内端部は、図1〜図3に示すような形状をな
しており、その断面は、図5(A)に示すように、階段
状である。すなわち、固定スクロール1及び旋回スクロ
ール2の各うずまき状ラップの中央部先端側の縦断面形
状が、段差により端板から離れる上方段ほどラップ厚さ
が薄くなるように形成された少なくとも2段以上の段階
形状、例えば図5(A)に示すように2段の段階形状に
形成されている。
定スクロール1、旋回スクロール2は、図3に示すよう
に、固定スクロール上部ラップ11と旋回スクロール下
部ラップ22、また固定スクロール下部ラップ12と旋
回スクロール上部ラップ21同士は完全に噛み合ってお
り、同図(A),(B),(C)の順に旋回スクロール
2が固定スクロール1の周りを自転することなく不転的
に旋回する。その際、同図(B)に示す最内包圧縮室3
0の容積を、同図(C)に示すようにゼロとなるように
することができる。図4は図2の固定スクロール上部ラ
ップ11と下部ラップ12とで極端に厚さを変えたスク
ロールプロファイルの例を示す。このプロファイルにお
いても完全噛み合いは達成されており、極めて設計自由
度の高いプロファイルであることが判る。また、本実施
例のラップはすべて2段の変化であるが、上述のよう
に、これが3段以上の複数段をなしても本発明は明かに
成立する。さらに、図示は省略しているが、旋回スクロ
ールと固定スクロールの中央部プロファイルが同一形状
であるという制約ははく、強度が必要なスクロール側の
下部、上部スクロールの一方の下部ラップが他方の上部
ラップより厚いということも可能である。本発明の根本
精神は、うずまき体中央部の強度を上げるために、各う
ずまき状ラップすなわち各スクロールラップの先端の歯
厚を薄くするとともに、相当分各うずまき状ラップすな
わちスクロールラップの根元側の板厚を階段状に厚くす
ることにある。このように、各スクロールラップの外側
面を軸方向に段差のない曲面とするとともに、その内側
面を根元から先端に向かって段差により厚さが階段的に
減少する階段状としたことにより、加工容易で内端部が
強いラップが得られる。ちなみに、図5(A)に示すよ
うに、曲げモーメントをM、断面係数をZ、曲げ応力を
σとすると、応力σは、σ=M/Zで象徴的に表現され
る。つまり、板厚tを大にすると、Zは大となり、σは
小となる。また、これを完全噛み合いスクロールに適用
することができる。図5(B)は従来より慣用のうずま
き体中央部の断面を示すものである。
ラップすなわち各うずまき状ラップの根元を厚く形成す
ることができるので、ラップ剛性が高く、先端点での発
生応力を低く抑えることが可能となる。また、固定スク
ロールと旋回スクロールとにより対応する段差部におい
て完全噛み合いとすることもでき、その場合には、最内
包圧縮室の容積はゼロとなり、再膨張による動力損失の
発生が防止される。上記実施例においては、すべての段
が段差によりステップ状に変化するのであるから、従来
の加工機で容易に加工可能であり、高性能、高強度の各
スクロールラップすなわち各うずまき状ラップを安価に
提供することができる。
る。 (1)請求項1の発明のスクロール型流体機械によれ
ば、それぞれ端板にうずまき状ラップを立設してなる固
定スクロールと旋回スクロールとを互いに偏心させ、か
つ、位相をずらせて噛み合わせたことにより前記各端板
間において前記各うずまき状ラップにより腹側密閉空間
と背側密閉空間を限界し、前記旋回スクロールを前記旋
回スクロールの自転を阻止して公転旋回させることによ
り吸入口から前記腹側密閉空間及び前記背側密閉空間内
に取り込まれたガスを圧縮又は膨張させて吐出口から吐
出するスクロール型流体機械において、前記固定スクロ
ール及び前記旋回スクロールの前記各うずまき状ラップ
の中央部先端側の縦断面形状が、段差により前記端板か
ら離れる上方段ほどラップ厚さが薄くなるように形成さ
れた少なくとも2段以上の段階形状に形成されているの
で、固定スクロール及び旋回スクロールともに根元を厚
くすることができ、その結果各うずまき状ラップすなわ
ちスクロールラップの剛性が高くなり、各うずまき状ラ
ップの中央部先端側部分における発生応力が小さくな
り、各うずまき状ラップの中央部先端側部分の強度が高
く、また各うずまき状ラップの形状が段差により端板か
ら離れる上方段ほど厚さが薄くなる形状であることによ
り加工が容易で、動力損失の少ない高効率のスクロール
型流体機械を得ることができる。 (2)請求項2の発明のスクロール型流体機械によれ
ば、請求項1に記載のスクロール型流体機械において、
前記各うずまき状ラップをインボリュート曲線で形成
し、そのインボリュート伸開角で決まるインボリュート
始点の中央部先端側を少なくとも2つの曲線で接続する
とともに、前記インボリュート始点の前記中央部先端側
における前記各うずまき状ラップの縦断面形状が、前記
段差により前記端板から離れる上方段ほどラップ厚さが
薄くなるように形成された少なくとも2段以上の段階形
状に形成されているので、固定スクロール及び旋回スク
ロールともに根元を厚くすることができ、その結果各う
ずまき状ラップの剛性が高くなり、各うずまき状ラップ
の中央部先端側部分における発生応力が小さくなり、各
うずまき状ラップの中央部先端側部分の強度が高く、ま
た各うずまき状ラップの形状が、インボリュート曲線を
利用して形成される形状である一方、段差により端板か
ら離れる上方段ほど厚さが薄くなる形状であることによ
り、加工が容易で、動力損失の少ない高効率のスクロー
ル型流体機械を得ることができる。 (3)請求項3の発明のスクロール型流体機械によれ
ば、請求項1又は2に記載のスクロール型流体機械にお
いて、前記スクロール型流体機械が、前記腹側密閉空間
と前記背側密閉空間とが最外方部に位置するとき、前記
スクロール型流体機械に形成された前記吸入口からガス
を取り込み、前記腹側密閉空間と前記背側密閉空間とが
中央部側へ移動するにつれて前記腹側密閉空間の容積及
び前記背側密閉空間の容積を減少させて、前記スクロー
ル型流体機械に形成された前記吐出口から圧縮ガスを吐
出する圧縮機として構成されているので、固定スクロー
ル及び旋回スクロールともに根元を厚くすることがで
き、その結果各うずまき状ラップの剛性が高くなり、各
うずまき状ラップの中央部先端側部分における発生応力
が小さくなり、各うずまき状ラップの中央部先端側部分
の強度が高く、また各うずまき状ラップの形状が、段差
により端板から離れる上方段ほど厚さが薄くなる形状で
あることにより加工が容易で、圧縮機効率の良い高性能
の圧縮機を得ることができる。
を示す部分斜視図である。
クロールとの噛み合い状態の変化を示す説明図である。
体平面図である。
面図であり、同図(B)は従来より慣用のラップの断面
図である。
クロール型圧縮機の旋回スクロールの不転的旋回要領を
示す作動原理説明図である。
ロール型圧縮機の旋回スクロールの不転的旋回要領を示
す作動原理説明図である。
スクロール及びそのうずまき体の断面を示す図である。
ロールを示す斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 それぞれ端板にうずまき状ラップを立設
してなる固定スクロールと旋回スクロールとを互いに偏
心させ、かつ、位相をずらせて噛み合わせたことにより
前記各端板間において前記各うずまき状ラップにより腹
側密閉空間と背側密閉空間を限界し、前記旋回スクロー
ルを前記旋回スクロールの自転を阻止して公転旋回させ
ることにより吸入口から前記腹側密閉空間及び前記背側
密閉空間内に取り込まれたガスを圧縮又は膨張させて吐
出口から吐出するスクロール型流体機械において、前記
固定スクロール及び前記旋回スクロールの前記各うずま
き状ラップの中央部先端側の縦断面形状が、段差により
前記端板から離れる上方段ほどラップ厚さが薄くなるよ
うに形成された少なくとも2段以上の段階形状に形成さ
れていることを特徴とする、スクロール型流体機械。 - 【請求項2】 請求項1に記載のスクロール型流体機械
において、前記各うずまき状ラップをインボリュート曲
線で形成し、そのインボリュート伸開角で決まるインボ
リュート始点の中央部先端側を少なくとも2つの曲線で
接続するとともに、前記インボリュート始点の前記中央
部先端側における前記各うずまき状ラップの縦断面形状
が、前記段差により前記端板から離れる上方段ほどラッ
プ厚さが薄くなるように形成された少なくとも2段以上
の段階形状に形成されていることを特徴とする、スクロ
ール型流体機械。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のスクロール型流
体機械において、前記スクロール型流体機械が、前記腹
側密閉空間と前記背側密閉空間とが最外方部に位置する
とき、前記スクロール型流体機械に形成された前記吸入
口からガスを取り込み、前記腹側密閉空間と前記背側密
閉空間とが中央部側へ移動するにつれて前記腹側密閉空
間の容積及び前記背側密閉空間の容積を減少させて、前
記スクロール型流体機械に形成された前記吐出口から圧
縮ガスを吐出する圧縮機として構成されていることを特
徴とする、スクロール型流体機械。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000101830A JP3350024B2 (ja) | 1995-08-31 | 2000-04-04 | スクロール型流体機械 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24697895A JP3192939B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | スクロール型流体機械 |
JP31521095A JP3696955B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | スクロール流体機械 |
JP2000101830A JP3350024B2 (ja) | 1995-08-31 | 2000-04-04 | スクロール型流体機械 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24697895A Division JP3192939B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | スクロール型流体機械 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002029482A Division JP3350039B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | スクロール型流体機械 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000257573A true JP2000257573A (ja) | 2000-09-19 |
JP3350024B2 JP3350024B2 (ja) | 2002-11-25 |
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ID=27333544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000101830A Expired - Lifetime JP3350024B2 (ja) | 1995-08-31 | 2000-04-04 | スクロール型流体機械 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3350024B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100695822B1 (ko) | 2004-12-23 | 2007-03-20 | 엘지전자 주식회사 | 스크롤 압축기의 계단형 용량 가변장치 |
JP2013130141A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スクロール型圧縮機 |
JP5985068B2 (ja) * | 2013-09-19 | 2016-09-06 | 三菱電機株式会社 | スクロール圧縮機 |
KR20180119054A (ko) | 2017-04-24 | 2018-11-01 | 엘지전자 주식회사 | 스크롤 압축기 |
US10711782B2 (en) | 2017-04-20 | 2020-07-14 | Lg Electronics Inc. | Scroll compressor with wrap contour modification |
-
2000
- 2000-04-04 JP JP2000101830A patent/JP3350024B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100695822B1 (ko) | 2004-12-23 | 2007-03-20 | 엘지전자 주식회사 | 스크롤 압축기의 계단형 용량 가변장치 |
US7335004B2 (en) | 2004-12-23 | 2008-02-26 | Lg Electronics Inc. | Apparatus for varying capacity in scroll compressor |
JP2013130141A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スクロール型圧縮機 |
JP5985068B2 (ja) * | 2013-09-19 | 2016-09-06 | 三菱電機株式会社 | スクロール圧縮機 |
US10711782B2 (en) | 2017-04-20 | 2020-07-14 | Lg Electronics Inc. | Scroll compressor with wrap contour modification |
KR20180119054A (ko) | 2017-04-24 | 2018-11-01 | 엘지전자 주식회사 | 스크롤 압축기 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3350024B2 (ja) | 2002-11-25 |
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