JP2002213376A - スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクロール流体機械の外周部におけるダスト
シール部を、効果的に冷却する。 【解決手段】 固定スクロール４における固定ラップ１
４と、旋回スクロール３における旋回ラップ１０の相互
嵌合部の径方向の外方において、固定スクロール４また
は旋回スクロール３のいずれか一方の端板１３、５の前
面に、相手側の端板５、１３に向かって開口する環状の
ダストシール溝１９を形成するとともに、このダストシ
ール溝１９にダストシール２０を嵌合し、かつこのダス
トシール溝１９を含む領域において、前記端板１３、５
の少なくともいずれかの背面に、ダストシール２０の摺
動による発熱を放散させるためのダストシール用冷却フ
ィン２１を設ける。

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、スクロール真空ポンプ、スクロール膨張機、スクロ
ール送風機等のスクロール流体機械に関し、特に、この
スクロール流体機械のダストシール機構を、効果的に冷
却しうるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のスクロール流体機械において、互
いに対向する固定スクロールの端板（以下固定端板と呼
ぶ）、もしくは旋回スクロール端板（以下旋回端板と呼
ぶ）の前面、すなわち相手側端板に面する側において、
両端板に設けた渦巻状ラップを互いに嵌合させて形成さ
れた気体処理用の密閉室の径方向の外側方に、環状のダ
ストシール溝を形成し、このダストシール溝にダストシ
ールを嵌合することによって、旋回スクロールの旋回に
伴って吸込口から密閉室へ流入した気体をシールし、気
体が旋回端板の背面側へ洩れるのを防止し、かつ旋回端
板の背面側より、塵埃や気体等が、密閉室の吸込部へ流
入するのを防止することは、例えば特開昭５５−６４１
８０号公報に記載されており、公知である。

【０００３】ところで、スクロール流体機械において、
密閉室に対する吸込気体が、大気圧状態、あるいは大気
圧よりも僅かに低い負圧状態であると、密閉室並びに前
記した端板の外周部におけるダストシール部の温度上昇
は小さく、熱による問題はほとんどない。

【０００４】しかし、吸込気体が、加圧状態もしくは過
給状態であるか、あるいは高温である場合等には、密閉
室内の温度の上昇に伴い、端板の外周部の温度も上昇
し、この部分のダストシール溝内に配設されているダス
トシールが、劣化したり摩耗したりして、シール性に悪
影響を及ぼすとともに、その寿命を短かくしてしまう。

【０００５】このように、前記密閉室内での気体の加圧
その他の理由により発生した熱を放散させるために、固
定端板もしくは旋回端板の背面に、多数の密閉室用冷却
フィンを設け、これらのフィンの間に冷却気体用通路を
形成することは、例えば実公平７−３８７１７号公報に
記載されており、公知である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来、スクロー
ル流体機械において、密閉室の径方向の外側方におい
て、固定端板もしくは旋回端板に設けられたダストシー
ル部を、積極的かつ効果的に冷却するようにしたもの
は、本願の発明者の知る限り存在しない。

【０００７】前記密閉室用冷却フィンを、ダストシール
部が存在する領域まで、径方向に延長させて、ダストシ
ール部を冷却させることも考えられるが、このようにし
た場合、密閉室の熱が、密閉室用冷却フィンの外周部ま
で伝導されるため、期待したような冷却効果を得ること
はできない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来のスクロ
ール流体機械における上記した問題点を解消することを
目的とするものでその具体的構成は次の如くである。 (１)固定スクロールにおける固定ラップと、主軸の偏心
軸部に枢支され、かつ自転防止機構が組み込まれている
旋回スクロールにおける旋回ラップとを、相互に嵌合さ
せることにより、旋回ラップの旋回に伴い流体容積が変
化する密閉室を形成してなるスクロール流体機械におい
て、前記固定ラップと旋回ラップの相互嵌合部の径方向
の外方において、固定スクロールまたは旋回スクロール
のいずれか一方の端板の前面に、相手側の端板に向かっ
て開口する環状のダストシール溝を形成するとともに、
このダストシール溝にダストシールを嵌合し、かつこの
ダストシール溝を含む領域において、前記端板の少くと
もいずれかの背面に、ダストシールの摺動による発熱を
放散させるためのダストシール用冷却フィンを設ける。

【０００９】(２)上記(１)項において、ダストシール用
冷却フィンを、固定スクロールまたは旋回スクロールに
おけるダストシール溝が形成されている端板の背面に設
ける。

【００１０】(３)上記(１)項または(２)において、ダス
トシール用冷却フィンを、固定スクロールまたは旋回ス
クロールにおけるダストシール溝が形成されている端板
と向き合う端板の背面に設ける。

【００１１】(４)上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、ダストシール用冷却フィンを、固定スクロールまた
は旋回スクロールの端板の背面に設けた密閉室用冷却フ
ィンから離して設ける。

【００１２】(５)上記(４)項において、ダストシール用
冷却フィンを、密閉室用冷却フィンの間へ流入する冷却
用気体を案内するような形状もしくは配置とする。

【００１３】(６)上記(５)項において、ダストシール用
冷却フィンを、密閉室用冷却フィンの間へ流入する冷却
用気体を、乱流とするような形状もしくは配置とする。

【００１４】(７)上記(４)〜(６)項のいずれかにおい
て、ダストシール用冷却フィンの相互間隔を、密閉室用
冷却フィンの相互間隔と異ならせる。

【００１５】(８)上記(４)〜(７)項のいずれかにおい
て、ダストシール用冷却フィン間における通気方向を、
密閉室用冷却フィン間における通気方向と異ならせる。

【００１６】(９)上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、ダストシール用冷却フィンを、固定スクロールまた
は旋回スクロールの端板の背面に設けた密閉室用冷却フ
ィンの外側端に、断熱部を介して連設する。

【００１７】(１０)上記(９)項において、断熱部をもっ
て、ダストシール用冷却フィンの間を通過した冷却用気
体を、密閉室用冷却フィンの間へ円滑に案内させるよう
にする。

【００１８】(１１)上記(４)〜(10)項のいずれかにおい
て、密閉室用冷却フィンとダストシール用冷却フィン
を、ほぼ等間隔をもって主軸と平行をなす複数の平面上
に配置する。

【００１９】(１２)上記(１)項〜(11)項のいずれかにお
いて、ダストシール用冷却フィンの一側方に冷却用気体
の流入口を有し、同じく他側方に冷却用気体の吐出口を
有する冷却気体用案内ダクトを設ける。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、スクロール圧縮機に適用し
た本発明の実施の形態の一例を、図面に基いて説明す
る。なお本発明は、圧縮機以外の他のスクロール流体機
械に適用しうるものであることは言うまでもない。

【００２１】図示のスクロール圧縮機は、基本的には従
来のものと同様であるので、関係技術者によく理解され
ている本発明に直接関係ない部分については、簡単に説
明するか、または単に名称をあげるのみとして、その詳
細な説明は省略する。

【００２２】このスクロール圧縮機は、ハウジング(１)
と蓋体(２)を有し、ハウジング(１)内には、旋回スクロ
ール(３)が設けられ、蓋体(２)内には固定スクロール
(４)が一体的に形成されている。

【００２３】旋回スクロール(３)の旋回端板(５)は、ハ
ウジング(１)内にベアリング(６)(６)をもって枢支され
た主軸(７)の内端における偏心軸部(８)に、旋回軸受
(９)を介して枢支されている。また、旋回スクロール
(３)が自転しないように、複数の公知の自転防止機構(3
0)が設けられている。

【００２４】旋回端板(５)の前面、すなわちハウジング
(１)の開口部の外方を向く面には、渦巻き状の旋回ラッ
プ(10)が突設され、旋回端板(５)の背面における前記旋
回ラップ(10)と対応する領域には、密閉室用冷却フィン
(11)が突設され、かつ径方向の外周部における後述する
ダストシール溝を含む領域には、ダストシール用冷却フ
ィン(12)が立設されている。

【００２５】なお、各密閉室用冷却フィン(11)は、主軸
(７)と直交する旋回端板(５)の背面に、おおむね等間隔
をもって主軸(７)と平行をなす複数の面（実施例では水
平面）上に配されている。

【００２６】固定スクロール(４)は、蓋体(２)の端壁を
兼ねる固定端板(13)の前面、すなわち、旋回スクロール
(３)側を向く面に設けた凹入部(13a)内に、渦巻き状の
固定ラップ(14)を立設したものであり、固定ラップ(14)
を含む領域において固定端板(13)の背面には、密閉室用
冷却フィン(15)が突設されている。

【００２７】旋回ラップ(10)と固定ラップ(14)を相互に
嵌合することにより、旋回スクロール(３)と固定スクロ
ール(４)との間に、螺旋状の流体圧縮用密閉室(16)が形
成される。

【００２８】密閉室(16)の外周は蓋体(２)の側面に設け
た吸入口(17)と連通し、同じく中心部は、蓋体(２)の中
心部に挿設した吐出管(18)と連通している。

【００２９】密閉室(16)の径方向の外側方において、固
定端板(13)の前面には環状のダストシール溝(19)が刻設
され、その中にダストシール(20)が嵌合されている。前
記ダストシール用冷却フィン(12)は、ダストシール溝(1
9)を含む領域にある。

【００３０】上記密閉室(16)の気密性を保つために、旋
回ラップ(10)および固定ラップ(14)の先端面にはチップ
シール溝を切り、そのおのおのにチップシールを嵌合し
て、相手側スクロールの端板を適切に摺接しつつ摺動し
うるようにしてあることは、一般のスクロール流体機構
と同様であり、これについては、詳述しない。しかし、
上記摺接面の材質や性状等を選定することにより、この
チップシールを省略することもある。

【００３１】固定端板(13)の背面の外周部におけるダス
トシール溝(19)を含む領域には、ダストシール用冷却フ
ィン(21)が立設されている。

【００３２】前記旋回スクロール(３)および固定スクロ
ール(４)におけるダストシール用冷却フィン(12)(21)
は、それぞれ、密閉室用冷却フィン(11)(15)とほぼ平行
をなし、かつそれらに対して断熱されるように、それら
の側端よりやや離して設けられている。

【００３３】ダストシール用冷却フィン(12)(21)の変形
態様をあげれば、次の如くである。なおこれらについて
は、個々に図示するまでもなく容易に理解しうると思う
ので、図示は省略する。

【００３４】(ａ)これらの冷却フィンを、ダストシール
溝(19)が設けられている端板（実施例では固定端板(1
3)）の背面に設ける。

【００３５】(ｂ) これらの冷却フィンを、ダストシー
ル溝(19)が設けられている端板と対向する端板（実施例
では旋回端板(５)）の背面に設ける。

【００３６】(ｃ) これらの冷却フィンを、それぞれ、
関連する密閉室用冷却フィンとほぼ平行として、それら
のほぼ延長線上に設ける。

【００３７】(ｄ) これらの冷却フィンの厚さを、それ
ぞれ関連する密閉室用冷却フィンの厚さとほぼ等しくす
る。

【００３８】(ｅ) これらの冷却フィンの表面を、粗面
もしくは凹凸のあるものとして、通過する冷却用気体が
乱流となるようにする。

【００３９】(ｆ) これらの冷却フィンの相互間隔を、
関連する密閉室用冷却フィンの相互間隔と異ならせる。

【００４０】(ｇ) これらの冷却フィンを、傾斜させて
おくことにより、その間を通過する冷却気体の流れ方向
が、密閉室用冷却フィンの間を通過する冷却気体の流れ
方向と異なるようにする。

【００４１】(ｈ) これらの冷却フィンを、関連する密
閉室用冷却フィンの外側端に、断熱性材料もしくは断熱
的部分を介して連設する。

【００４２】(ｉ) これらの冷却フィンと、関連する密
閉室用冷却フィンの外側端との間に、薄肉もしくは多孔
等の断熱体を設けることにより、両フィン間の断熱を図
るとともに、冷却用気体が、ダストシール用冷却フィン
の間から、密閉室用冷却フィンの間へ円滑に流れるよう
にする。 (ｊ) ダストシール用冷却フィンと密閉室用冷却フィン
を、ほぼ等間隔をもって、主軸と平行とした複数の平面
のおのおのの上に設ける。

【００４３】前記各フィンに冷却用気体を積極的に送る
ためには、主軸(７)に取り付けられているか、あるいは
主軸(７)により駆動されるようになっている送風ファ
ン、または別置のシロッコファン等の送風ファンからの
送出あるいは排出気体を、適宜の案内体を介して導くよ
うにする。図における(22)は、このような目的のための
案内ダクトであり、旋回スクロール(３)と固定スクロー
ル(４)を覆い、前面は閉塞されているが、一側面に、ダ
ストシール用冷却フィン(12)(21)へ向かって冷却用気体
を送り込むための流入管(23)が接続され、他側面に、ダ
ストシール用冷却フィン(12)(21)を経て出てきた冷却用
気体を排出するための吐出管(23)が接続されている。な
お、吐出管(23)側に吸引ファンを設け、一側面から他側
面へ向けて、冷却用気体を吸入させる場合もある。

【００４４】

【発明の効果】次に、各請求項に記載の発明における特
有の効果を列記する。

【００４５】全請求項： 固定スクロールまたは旋回ス
クロールの外周付近に設けられたダストシール部を、冷
却用気体で、効果的に冷却することができる。

【００４６】請求項２： ダストシール溝内の熱を、ダ
ストシール溝が設けられている端板を介して、直接的に
放散させることができる。

【００４７】請求項３： ダストシールの表面の熱を、
対向する端板に伝達した後、効果的に放散させることが
できる。

【００４８】請求項４： 密閉室内の温度がダストシー
ル用冷却フィンに伝えられることはなく、冷却効果は良
好である。

【００４９】請求項５： 冷却用気体が、密閉室用冷却
フィンの間へ、小抵抗で円滑に送り込まれる。

【００５０】請求項６： 密閉室用冷却フィンの放熱が
良好となる。

【００５１】請求項７： 密閉室用冷却フィンに対する
冷却用気体の接触および攪乱が良好となり、その放熱効
果も良好となる。

【００５２】請求項８： 密閉室用冷却フィンに冷却用
気体が斜方向に当接するため、その表面の熱は、効果的
に奪い取られる。

【００５３】請求項９： ダストシール用冷却フィンと
密閉室用冷却フィンが連続状態となるため、冷却用気体
の流通抵抗は小となり、比較的少量もしくは低速の冷却
用気体をもって、所期の効果をあげることができる。

【００５４】請求項１０： 断熱部を傾斜させたり湾曲
させたりすることにより、冷却用気体を、密閉室用冷却
フィンの間へ、好ましい傾斜角度をもって円滑に導き、
小抵抗で良好な冷却を行わせることができる。

【００５５】請求項１１： 冷却用気体を一定方向に送
って、良好な冷却効果をあげることができる。

【００５６】請求項１２： 各冷却フィンに対する冷却
用気体の送り込みおよび排出は良好となり、少量の冷却
用気体で、すぐれた冷却効果をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をスクロール圧縮機に適用した例を示す
縦断側面図である。

【図２】図１を左方より見、かつ案内ダクトを省略して
示す端面図である。

【符号の説明】

(１)ハウジング (２)蓋体 (３)旋回スクロール (４)固定スクロール (５)旋回端板 (６)ベアリング (７)主軸 (８)偏心軸部 (９)旋回軸受 (10)旋回ラップ (11)密閉室用冷却フィン (12)ダストシール用冷却フィン (13)固定端板 (13a)凹入部 (14)固定ラップ (15)密閉室用冷却フィン (16)密閉室 (17)吸入口 (18)吐出管 (19)ダストシール溝 (20)ダストシール (21)ダストシール用冷却フィン (22)案内ダクト (23)流入管 (24)吐出管 (30)自転防止機構

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１月１９日（２００１．１．１
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロールにおける固定ラップと、
   主軸の偏心軸部に枢支され、かつ自転防止機構が組み込
   まれている旋回スクロールにおける旋回ラップとを、相
   互に嵌合させることにより、旋回ラップの旋回に伴い流
   体容積が変化する密閉室を形成してなるスクロール流体
   機械において、 前記固定ラップと旋回ラップの相互嵌合部の径方向の外
   方において、固定スクロールまたは旋回スクロールのい
   ずれか一方の端板の前面に、相手側の端板に向かって開
   口する環状のダストシール溝を形成するとともに、この
   ダストシール溝にダストシールを嵌合し、 かつこのダストシール溝を含む領域において、前記端板
   の少くともいずれかの背面に、ダストシールの摺動によ
   る発熱を放散させるためのダストシール用冷却フィンを
   設けたことを特徴とするスクロール流体機械。
2. 【請求項２】 ダストシール用冷却フィンを、固定スク
   ロールまたは旋回スクロールにおけるダストシール溝が
   形成されている端板の背面に設けたことを特徴とする請
   求項１記載のスクロール流体機械。
3. 【請求項３】 ダストシール用冷却フィンを、固定スク
   ロールまたは旋回スクロールにおけるダストシール溝が
   形成されている端板と向き合う端板の背面に設けたこと
   を特徴とする請求項１または２記載のスクロール流体機
   械。
4. 【請求項４】 ダストシール用冷却フィンを、固定スク
   ロールまたは旋回スクロールの端板の背面に設けた密閉
   室用冷却フィンから離して設けてなる請求項１〜３のい
   ずれかに記載のスクロール流体機械。
5. 【請求項５】 ダストシール用冷却フィンを、密閉室用
   冷却フィンの間へ流入する冷却用気体を案内するような
   形状もしくは配置としてなる請求項４記載のスクロール
   流体機械。
6. 【請求項６】 ダストシール用冷却フィンを、密閉室用
   冷却フィンの間へ流入する冷却用気体を、乱流とするよ
   うな形状もしくは配置としてなる請求項５記載のスクロ
   ール流体機械。
7. 【請求項７】 ダストシール用冷却フィンの相互間隔
   を、密閉室用冷却フィンの相互間隔と異ならせてなる請
   求項４〜６のいずれかに記載のスクロール流体機械。
8. 【請求項８】 ダストシール用冷却フィン間における通
   気方向を、密閉室用冷却フィン間における通気方向と異
   ならせてなる請求項４〜７のいずれかに記載のスクロー
   ル流体機械。
9. 【請求項９】 ダストシール用冷却フィンを、固定スク
   ロールまたは旋回スクロールの端板の背面に設けた密閉
   室用冷却フィンの外側端に、断熱部を介して連設してな
   る請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール流体機
   械。
10. 【請求項１０】 断熱部をもって、ダストシール用冷却
    フィンの間を通過した冷却用気体を、密閉室用冷却フィ
    ンの間へ円滑に案内させるようにしてなる請求項９記載
    のスクロール流体機械。
11. 【請求項１１】 密閉室用冷却フィンとダストシール用
    冷却フィンを、ほぼ等間隔をもって主軸と平行をなす複
    数の平面上に配置してなる請求項４〜１０のいずれかに
    記載のスクロール流体機械。
12. 【請求項１２】 ダストシール用冷却フィンの一側方に
    冷却用気体の流入口を有し、同じく他側方に冷却用気体
    の吐出口を有する冷却気体用案内ダクトを設けてなる請
    求項１〜１１のいずれかに記載のスクロール流体機械。