JP2001020878A - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JP2001020878A
JP2001020878A JP19113199A JP19113199A JP2001020878A JP 2001020878 A JP2001020878 A JP 2001020878A JP 19113199 A JP19113199 A JP 19113199A JP 19113199 A JP19113199 A JP 19113199A JP 2001020878 A JP2001020878 A JP 2001020878A
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JP
Japan
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scroll
wrap
extension
lap
scroll compressor
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JP19113199A
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English (en)
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Shuji Takeda
周司 竹田
Masaki Fujino
正樹 藤野
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Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269Details concerning the involute wraps

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回スクロールラップの巻き終り部を延長
し、ラップを薄くした容積可変構造において、延長ラッ
プの強度の信頼性を向上することができるスクロール圧
縮機を提供する。 【解決手段】 密閉容器内に、鏡板に渦巻状のラップを
立設させた固定スクロールを固定し、同じく鏡板に渦巻
状のラップを立設させた旋回スクロールを、互いにラッ
プを噛み合わせて複数の圧縮室を形成し、旋回スクロー
ルのラップ4bの巻き終り4b1 位置からその渦巻形状に沿
って更にラップを延ばした延長部4bb を設け、スクロー
ルの中心方向に移動するに従って容積を縮小するように
両スクロールの相対運動を行うことにより、圧縮室の冷
媒を圧縮してなるスクロール圧縮機において、ラップ延
長部4bb の壁面4b2 を巻き終り端部4b3 に向けて、その
ラップ4bの高さが順次低くなるように切削し、ラップの
厚さT1を延長前の厚さT2より薄くした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスクロール圧縮機に
関し、詳しくは旋回スクローラップの巻き終り位置を延
長し、その延長部の厚さを薄くして圧縮機の容量可変を
行うラップ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例によるスクロール圧縮機としては
例えば図1および図5に示すようなものがある。図にお
いて、内部を高圧室2とした密閉容器1内に、鏡板3a
に渦巻状のラップ3bを立設させると共にほぼ中央に吐
出孔3cを穿設してなる固定スクロール3が固定され、
その下方に同じく鏡板4aの一面に渦巻状のラップ4b
を立設させると共に他面に旋回スクロール軸4cを設け
た旋回スクロール4がラップを噛み合わせて偏心して配
設され、上記両ラップ間に形成される圧縮室5の外周と
中央に夫々吸入室6と吐出室7が設けられている。一
方、旋回スクロール4の下方に位置してそのスラスト荷
重を受け、外周部において固定スクロール3に固定され
ているフレーム8の中心部に駆動軸受9が設けられ、同
軸受9に支持される図示してない電動機により駆動され
るクランク軸10の上端には偏心軸受11が設けられ、
同偏心軸受11に上記旋回スクロール軸4cが挿入され
ている。
【0003】スクロール圧縮機を空調用冷媒圧縮機とし
て使用する場合、運転モードの多様化に伴い可変速運転
する必要が生じている。可変速運転では、同一スクロー
ル圧縮機で大容量での大能力運転から小容量での小能力
運転まで幅広い運転状態が得られる必要がある。容積を
可変する場合、旋回スクロールのラップ巻き終り4b
1’位置からその渦巻形状に沿って更にラップを延ばし
た延長部4bb’を設け、延長部4bb’の巻き終り端
部4b3’に向けて、ラップ厚みを薄くして圧縮室の吸
込容積をかえる方法がある。
【0004】上記構成において、圧縮機が低速運転され
ている状態では、旋回スクロールラップ4bの前記延長
部4bb’の切削した部位と固定スクロールラップ3b
間の隙間より吸入冷媒を逃がすため、延長前のラップ巻
き終り4b1’部分までが有効に働いて、圧縮室5への
冷媒を設計通りの閉じ込み容積となり、一方圧縮機の運
転速度が増大するにつれて前記延長部4bb’が対向す
る固定スクロールラップ3b部分との間での冷媒の閉じ
込み容積が大きくなる。しかしながら、上記構成におい
て、延長部4bb’の巻き終り端部4b3’で歯厚が薄
くなったことにより、ラップ強度の信頼性が低下すると
いう欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、旋回スクロールラップの巻き終り
部を延長し、ラップを薄くした容積可変構造において、
延長ラップの強度の信頼性を向上することができるスク
ロール圧縮機を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、密閉容器内に、鏡板に渦巻
状のラップを立設させた固定スクロールを固定し、同じ
く鏡板に渦巻状のラップを立設させた旋回スクロール
を、互いにラップを噛み合わせて複数の圧縮室を形成
し、前記旋回スクロールのラップ巻き終り位置からその
渦巻形状に沿って更にラップを延ばした延長部を設け、
スクロールの中心方向に移動するに従って容積を縮小す
るように両スクロールの相対運動を行うことにより、前
記圧縮室の冷媒を圧縮してなるスクロール圧縮機におい
て、前記ラップ延長部の壁面を巻き終り端部に向けて、
そのラップの高さが順次低くなるように切削し、ラップ
の厚さを延長前の部位より薄くした構成となっている。
【0007】また、前記延長部の長手方向の長さを、前
記ラップの巻き終り角をλe としたときλe +πの範囲
とした構成となっている。
【0008】また、前記延長部の壁面を巻き終り端部に
向けて滑らかに下がって行くよう切削した構成となって
いる。
【0009】また、前記延長部の壁面を巻き終り端部に
向けて段状に下がって行くよう切削した構成となってい
る。
【0010】また、前記延長部の両壁面を巻き終り端部
に向けて同形状に切削した構成となっている。
【0011】また、前記延長部の巻き終り端部の近傍に
冷媒の吸入ポートを設けた構成となっている。
【0012】また、前記固定スクロールおよび旋回スク
ロールのラップ形状を非対称とした構成となっている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明による圧縮機の一実
施例を図1、図2、および図3に基づいて説明する。図
1は本機の部分断面図で、内部を高圧室2とした密閉容
器1内に、鏡板3aに渦巻状のラップ3bを立設させた
固定スクロール3を固定し、同じく鏡板4aの一方の面
に渦巻状のラップ4bを立設させると共に、他面に旋回
スクロール軸4cを設けた旋回スクロール4をラップを
噛み合わせて偏心して対向させ、上記両ラップ間に形成
される圧縮室5の外周と中央に夫々吸入室6と吐出室7
を設けると共に上記吸入室6に吸入管6aを接続し、固
定スクロール3のほぼ中央に吐出孔3cを穿設して吐出
室7を高圧室2に連通させ、更に、密閉容器1に吐出管
1aを設けて、吸入管6aから吸入孔6bを経由して吸
入室6、圧縮室5、吐出室7、高圧室2を経て吐出管1
aに到る流路を形成する。一方、旋回スクロール4の下
方に位置してそのスラスト荷重を受け、外周部において
固定スクロール3に固定されているフレーム8の中心部
に駆動軸受9が設けられ、同軸受9に支持される図示さ
れていない電動機により駆動されるクランク軸10の上
端には偏心軸受11が設けられ、これに上記旋回スクロ
ール軸4cが挿入されている。フレーム8と旋回スクロ
ール4の鏡板4aとの間に図示しないオルダムリングが
配設されている。
【0014】前記旋回スクロール4のラップ4bの巻き
終り4b1位置からその渦巻形状に沿って更にラップを
延ばした延長部4bbを設け、スクロールの中心方向に
移動するに従って容積を縮小するように両スクロールの
相対運動を行うことにより、前記圧縮室5の冷媒を圧縮
する構成となっている。前記ラップ延長部4bbの壁面
4b2を巻き終り端部4b3に向けて、そのラップの高
さが順次低くなるように切削し、ラップの厚さT1を延
長前の部位の厚さT2より薄くした構成となっている。
【0015】また、前記延長部4bbの長手方向の長さ
を、前記ラップ4bの巻き終り角をλe としたときλe
+πの範囲、即ち180度以内とした構成となってい
る。また、前記延長部4bbの壁面4b2を巻き終り端
部4b3に向けて滑らかに下がって行くよう切削した構
成となっている。
【0016】上記構成において、圧縮機が低速運転され
ている状態では、旋回スクロールラップ4bの前記延長
部4bbの切削した部位と固定スクロールラップ3b間
の隙間より吸入冷媒を逃がすため、延長前のラップ巻き
終り4b1部分までが有効に働いて、圧縮室5への冷媒
を設計通りの閉じ込み容積となり、過圧縮を防止して効
率の良い運転がなされる。一方、圧縮機の運転速度が増
大するにつれて前記延長部4bbが対向する固定スクロ
ールラップ3b部分との間での冷媒の閉じ込み容積が大
きくなり、高速度合に応じて冷媒吐出量が増大して行
き、効率の良い運転がなされ、延長部4bbの強度の信
頼性を確保した容積可変構造のスクロール圧縮機とな
る。
【0017】図4は本発明の他の実施例を示したもの
で、図5(A)は延長部4bbの壁面4b2を巻き終り
端部に向けて段状に下がって行くよう切削した構成とす
ることにより、加工性を容易にし低コストで更に強度を
確保することができる。図4(B)は延長部4bbの壁
面4b2を巻き終り端部に向けて、滑らかに、かつ円弧
状に下がって行くよう切削した構成とすることにより、
固定固定スクロールラップ3bとの接触性を良くするとと
もに、ラップにかかる負荷が連続てきに緩和させること
ができる。図4(C)は上記(B)を段状に切削した構
成で、上記同様の性能と強度を確保することができる。
【0018】また、前記延長部4bbの両壁面を巻き終
り端部4b3に向けて同形状に切削した構成となってい
る。また、前記固定スクロールおよび旋回スクロールの
ラップ形状を非対称とした構成としてもよい。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明においては、ラップ
延長部の壁面を巻き終り端部に向けて、そのラップの高
さが順次低くなるように切削し、ラップの厚さを延長前
の部位の厚さより薄くした構成とすることにより、低速
から高速運転範囲で効率の良い運転がなされ、延長部の
強度の信頼性を確保した容積可変構造のスクロール圧縮
機となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明及び従来例によるスクロール圧縮機の部
分断面図である。
【図2】本発明の実施例を示すスクロールラップの拡大
断面図である。
【図3】本発明の実施例を示す要部拡大斜視図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す要部拡大斜視図で、
(A)はラップ延長部を段状に薄くしたもので、(B)
はラップ延長部を滑らか、かつ円弧状に薄くしたもの
で、(C)は(B)を段状に薄くしたものである。
【図5】従来例によるスクロール圧縮機の要部の断面図
である。
【符号の説明】
1 密閉容器 2 高圧室 3 固定スクロール 3a 鏡板 3b ラップ 3d 溝 4 旋回スクロール 4a 鏡板 4b ラップ 4c 旋回スクロール軸 4bb 延長部 4b1 ラップ巻き終り 4b2 壁面 4b3 巻き終り端部 6b 吸入孔

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉容器内に、鏡板に渦巻状のラップを
    立設させた固定スクロールを固定し、同じく鏡板に渦巻
    状のラップを立設させた旋回スクロールを、互いにラッ
    プを噛み合わせて複数の圧縮室を形成し、前記旋回スク
    ロールのラップ巻き終り位置からその渦巻形状に沿って
    更にラップを延ばした延長部を設け、スクロールの中心
    方向に移動するに従って容積を縮小するように両スクロ
    ールの相対運動を行うことにより、前記圧縮室の冷媒を
    圧縮してなるスクロール圧縮機において、 前記ラップ延長部の壁面を巻き終り端部に向けて、その
    ラップの高さが順次低くなるように切削し、ラップの厚
    さを延長前の部位より薄くしてなることを特徴とするス
    クロール圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記延長部の長手方向の長さを、前記ラ
    ップの巻き終り角をλe としたときλe +πの範囲とし
    てなることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮
    機。
  3. 【請求項3】 前記延長部の壁面を巻き終り端部に向け
    て滑らかに下がって行くよう切削してなることを特徴と
    する請求項1記載のスクロール圧縮機。
  4. 【請求項4】 前記延長部の壁面を巻き終り端部に向け
    て段状に下がって行くよう切削してなることを特徴とす
    る請求項1記載のスクロール圧縮機。
  5. 【請求項5】 前記延長部の両壁面を巻き終り端部に向
    けて同形状に切削してなることを特徴とする請求項1記
    載のスクロール圧縮機。
  6. 【請求項6】 前記延長部の巻き終り端部の近傍に冷媒
    の吸入ポートを設けてなることを特徴とする請求項1記
    載のスクロール圧縮機。
  7. 【請求項7】 前記固定スクロールおよび旋回スクロー
    ルのラップ形状を非対称としてなることを特徴とする請
    求項1記載のスクロール圧縮機。
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