JP2004263604A - スクロール式流体機械 - Google Patents

スクロール式流体機械 Download PDF

Info

Publication number
JP2004263604A
JP2004263604A JP2003053622A JP2003053622A JP2004263604A JP 2004263604 A JP2004263604 A JP 2004263604A JP 2003053622 A JP2003053622 A JP 2003053622A JP 2003053622 A JP2003053622 A JP 2003053622A JP 2004263604 A JP2004263604 A JP 2004263604A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scroll
pressure stage
pressure
casing
fixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003053622A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4237516B2 (ja
Inventor
Kazutaka Suefuji
和孝 末藤
Susumu Sakamoto
晋 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokico Ltd filed Critical Tokico Ltd
Priority to JP2003053622A priority Critical patent/JP4237516B2/ja
Publication of JP2004263604A publication Critical patent/JP2004263604A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4237516B2 publication Critical patent/JP4237516B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

【課題】電動機の出力軸等に付加されるスラスト荷重が軸方向の両側でアンバランスになるのを抑え、軸受の耐久性、寿命を向上できるようにする。
【解決手段】ケーシング1の軸方向両側に固定スクロール5A、旋回スクロール20A等からなる低圧スクロール部4Aと、固定スクロール5B、旋回スクロール20B等からなる高圧スクロール部4Bとを設ける。ケーシング1内には、旋回スクロール20A,20Bを回転軸15、旋回軸18等を介して旋回駆動するための電動機12を設ける。高圧段の固定スクロール5Bと旋回スクロール20Bは、ラップ部7B,22Bの厚みを低圧段のラップ部7A,22Aよりも薄肉に形成する。そして、高圧段の旋回スクロール20Bは、圧縮室23Bに対する受圧面積を低圧段の旋回スクロール20Aよりも小さくする。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空気等の流体を圧縮するのに好適に用いられるスクロール式流体機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ケーシングの軸方向両側にそれぞれ固定スクロールと旋回スクロールとを設け、前記ケーシング内には前記各旋回スクロールを旋回駆動するための電動機を設けてなる所謂ツインラップ型のスクロール式流体機械は知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−130365号公報
【0004】
この種の従来技術によるツインラップ型のスクロール式流体機械は、ケーシングの軸方向一側に設けた固定スクロールと旋回スクロールとにより低圧段の圧縮室を形成し、ケーシングの軸方向他側に設けた固定スクロールと旋回スクロールとにより高圧段の圧縮室を形成する構成としている。
【0005】
また、前記ケーシング内には、低圧段の旋回スクロールと高圧段の旋回スクロールとの間に位置して電動機が設けられ、該電動機は、出力軸を回転駆動することにより前記各旋回スクロールに旋回運動を与えるものである。また、電動機の出力軸と前記ケーシング等との間には複数の軸受が設けられ、これらの軸受は、前記出力軸に付加されるラジアル方向またはスラスト方向の荷重を受承する構成となっている。
【0006】
そして、高圧段の固定スクロールは、その吸込側を低圧段の固定スクロールの吐出側に配管等を用いて接続し、前記低圧段の圧縮室から吐出される圧縮流体を高圧段の圧縮室でさらに圧縮することにより、流体の2段圧縮を行う構成としているものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術によるツインラップ型のスクロール式流体機械では、ケーシングの軸方向両側に配置される低圧段の圧縮室と高圧段の圧縮室との間に大きな圧力差が発生し、これらの圧縮室間で電動機の出力軸等には軸方向のスラスト荷重が付加されることになる。
【0008】
このため、前記ケーシングと電動機の出力軸等との間に配置した軸受は、大きなスラスト荷重を受承する必要が生じ、軸受荷重が大となって摩擦損失が大きくなると共に、軸受内での発熱も大きくなる。これにより、軸受の耐久性、寿命が低下し、スクロール式流体機械としての性能、信頼性を高めることが難しいという問題がある。
【0009】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、電動機の出力軸等に付加されるスラスト荷重が軸方向の両側でアンバランスになるのを抑えることができ、軸受の耐久性、寿命を向上できると共に、圧縮運転時等の性能、信頼性を高めることができるようにしたスクロール式流体機械を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項1の発明にあっては、ケーシングと該ケーシングの軸線上に位置して該ケーシングの両端側にそれぞれ設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された低圧段,高圧段の固定スクロールとからなる固定側部材と、該低圧段の固定スクロールと高圧段の固定スクロールとの間に位置して前記ケーシング内に設けられ、出力軸が前記ケーシングの軸線と同一の方向に配置された電動機と、前記低圧段,高圧段の固定スクロールと対面して該電動機の出力軸の両端側にそれぞれ設けられ、鏡板に前記低圧段,高圧段の固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップ部が立設された低圧段,高圧段の旋回スクロールとを備えたスクロール式流体機械において、前記低圧段の固定スクロールと旋回スクロールは、前記圧縮室に対する受圧面積を前記高圧段の固定スクロールと旋回スクロールよりも大なる受圧面積をもって形成し、前記高圧段の固定スクロールと旋回スクロールは、前記低圧段の固定スクロールと旋回スクロールよりも前記各ラップ部の厚さを小さくする構成としている。
【0011】
このように、高圧段におけるラップ部の厚みを低圧段のラップ部よりも薄肉に形成することによって、例えば高圧段の旋回スクロールが圧縮室内の圧力を受圧する受圧面積を、低圧段の旋回スクロールに比較して小さくすることが容易となり、受圧面積と圧力との積により決められるスラスト荷重が低圧段と高圧段との間でアンバランスとなるのを小さく減じることができる。
【0012】
また、請求項2の発明によると、高圧段の固定スクロールと旋回スクロールとの間には、両者のラップ部を径方向外側から取囲み圧縮室内を外部に対して遮断する環状のシール部材を設け、前記高圧段の固定スクロールと旋回スクロールとは、該シール部材の径方向内側となる部位で前記圧縮室内の圧力を受圧する構成としている。
【0013】
これにより、高圧段の圧縮室内で発生した流体の圧力が外部に漏洩するのを環状のシール部材で防ぐことができ、高圧段の圧縮室内を高い圧力に保つことができる。そして、高圧段側での旋回スクロールの受圧面積をシール部材の径方向内側となる範囲内に制限することができ、この受圧面積を低圧段側での旋回スクロールの受圧面積よりも小さくすることができる。
【0014】
また、請求項3の発明によると、高圧段の固定スクロールと旋回スクロールとは、低圧段の固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室から吐出される流体を、内部の圧縮室内に吸込んでさらに高い圧力に圧縮する構成としている。
【0015】
この場合には、低圧段の圧縮室から吐出される流体を、高圧段の圧縮室内で圧縮することにより流体の2段圧縮を行うことができる。そして、高圧段の圧縮室から低圧段の圧縮室に向けて大きなスラスト荷重が電動機の出力軸等に付加されるのを、前述の如く受圧面積を変えることによって十分に小さく抑えることができる。
【0016】
一方、請求項4の発明にあっては、ケーシングと、該ケーシングの軸線上に位置して該ケーシングの両端側にそれぞれ設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された2つの非駆動側スクロールと、該2つの非駆動側スクロールと対面して設けられ鏡板に前記2つの非駆動側スクロールのラップ部とそれぞれ重なり合って複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップ部が立設された2つの駆動側スクロールと、該2つの駆動側スクロールに接続されて該駆動側スクロールを駆動する駆動手段が接続される回転軸とからなるスクロール式流体機械において、前記2つの駆動側スクロールおよび前記2つの非駆動側スクロールの少なくとも1つのラップ部が、他のラップ部とそのラップ部の厚みを異ならせたことにある。
【0017】
この場合には、厚みの薄いラップ部がある側のスクロールは、同じ効率でラップ部を同じ厚さにした圧縮機と比べ、受圧面積を小さくすることができ、この調整により、駆動手段の回転軸(駆動軸)に加わるスラスト荷重を調整することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械を、ツインラップ型のスクロール式空気圧縮機に適用した場合を例に挙げ、添付図面の図1ないし図3に従って詳細に説明する。
【0019】
図中、1はスクロール式空気圧縮機の外枠を形成する筒状のケーシングで、該ケーシング1は、軸線O1 −O1 を中心として略円筒状に形成されたケーシング本体2と、該ケーシング本体2の右,左両端側にそれぞれ固着して設けられた右,左の軸受取付体3A,3Bとにより構成されている。そして、ケーシング1は後述の固定スクロール5A,5Bと共に固定側部材を構成するものである。
【0020】
ここで、ケーシング本体2の一側(図1中の右側)に位置する軸受取付体3Aは、後述の固定スクロール5A、旋回スクロール20A等と共に低圧段圧縮部となる低圧スクロール部4Aを構成するものである。また、ケーシング本体2の他側(図1中の左側)に位置する軸受取付体3Bは、後述の固定スクロール5B、旋回スクロール20B等と共に高圧段圧縮部となる高圧スクロール部4Bを構成している。そして、固定スクロール5A,5Bは非駆動側スクロールを構成し、旋回スクロール20A,20Bは駆動側スクロールを構成するものである。
【0021】
なお、低圧スクロール部4Aと高圧スクロール部4Bとは、それぞれほぼ同一の構成要素を有しているので、以下の説明では、低圧段に符号「A」を付し、高圧段には符号「B」を付して説明する。また、低圧段と高圧段とで説明が重複するのを避けるため、主に低圧スクロール部4Aの構成要素について説明し、高圧スクロール部4Bの構成要素については、その説明を省略するものとする。
【0022】
5Aはケーシング1の軸受取付体3A側に設けられた低圧段の固定スクロールを示し、該固定スクロール5Aは、中心がケーシング1の軸線O1 −O1 と一致するように配設された略円板状の鏡板6Aと、該鏡板6Aの表面に立設された渦巻状のラップ部7Aと、鏡板6Aの外周側から該ラップ部7Aを取囲むように軸方向に突出した筒部8Aと、該筒部8Aの外周側から径方向外向きに突出したフランジ部9Aとにより構成されている。
【0023】
そして、固定スクロール5Aは、フランジ部9Aの外周側が軸受取付体3Aの開口側にボルト等を介して着脱可能に取付けられている。また、固定スクロール5Aの鏡板6Aには、例えば空気(外気)等の流体を後述の圧縮室23A内に吸込むための吸込口10Aが外周寄りの位置に設けられ、鏡板6Aの中心側(軸線O1 −O1 上)には圧縮空気の吐出口11Aが設けられている。
【0024】
12は低圧段の固定スクロール5Aと高圧段の固定スクロール5Bとの間に位置してケーシング本体2内に設けられた駆動手段となる電動機で、該電動機12は、ケーシング本体2の内周側に固定して設けられた筒状のステータ13と、該ステータ13の内周側に回転可能に配設された筒状のロータ14等とにより構成されている。
【0025】
ここで、電動機12は、ステータ13およびロータ14の軸線がケーシング1の軸線O1 −O1 と同一軸線上に配置されている。そして、電動機12は、ロータ14を回転することにより後述の回転軸15を軸線O1 −O1 の周囲で回転駆動するものである。
【0026】
15はケーシング1の右,左両側で軸受取付体3A,3Bの内周側に回転軸受16A,16Bを介して回転可能に設けられた段付筒状の回転軸で、該回転軸15は、電動機12のロータ14内に圧入等の手段を用いて嵌合された中空軸体からなり、軸線O1 −O1 を中心としてロータ14と一体に回転するものである。
【0027】
そして、回転軸15は、電動機12のロータ14内を軸方向に貫通して設けられ、後述の旋回軸18と共に電動機12の出力軸を構成している。また、回転軸15の内周側は、ケーシング1等の軸線O1 −O1 に対して寸法δだけ偏心した段付きの偏心穴17となっている。
【0028】
ここで、軸受取付体3A,3Bの内周側で回転軸15を回転可能に支持する回転軸受16A,16Bのうち、例えば低圧スクロール部4A側の回転軸受16Aは、回転軸15に働く径方向のラジアル荷重と軸方向のスラスト荷重とを共に受承可能な軸受により構成されている。また、高圧スクロール部4B側の回転軸受16Bは、回転軸15に働く径方向のラジアル荷重を受承可能な軸受により構成されている。
【0029】
18は回転軸15の偏心穴17内に相対回転可能に設けられた旋回軸で、該旋回軸18は、中実な段付きの軸体として形成され、ケーシング1等の軸線O1 −O1 に対して寸法δだけ偏心した偏心軸線O2 −O2 上に配置されている。そして、旋回軸18は、回転軸15の偏心穴17内で旋回軸受19A,19Bを用いて回転軸15内に相対回転可能に取付けられ、回転軸15と共に電動機12の出力軸を構成している。
【0030】
また、旋回軸18の軸方向両端側は、回転軸15(偏心穴17)の両端から軸方向に突出し、その突出端側には後述の旋回スクロール20A,20Bが右,左に離間して設けられている。そして、旋回軸18は、回転軸15の回転に追従して旋回スクロール20A,20Bに旋回運動を与えるものである。
【0031】
また、回転軸15の偏心穴17内で旋回軸18を回転可能に支持する旋回軸受19A,19Bのうち、例えば低圧スクロール部4A側の旋回軸受19Aは、旋回軸18に働くラジアル荷重とスラスト荷重とを共に受承可能な軸受により構成されている。また、高圧スクロール部4B側の旋回軸受19Bは、旋回軸18に働く径方向のラジアル荷重を受承可能な軸受により構成されている。
【0032】
20Aは固定スクロール5Aと対面してケーシング1内に旋回可能に設けられた低圧段の旋回スクロールで、該低圧段の旋回スクロール20Aは、略円板状に形成された鏡板21Aと、該鏡板21Aの表面に立設された渦巻状のラップ部22Aとにより大略構成されている。また、高圧段の旋回スクロール20Bも、略円板状に形成された鏡板21Bと渦巻状のラップ部22Bとにより大略構成されている。
【0033】
ここで、低圧段,高圧段の旋回スクロール20A,20Bは、鏡板21A,21Bの背面側中央部が旋回軸18の両端側にそれぞれボルト等を用いて一体に固定され、電動機12からの駆動力によって旋回軸18と一緒に旋回動作を行うものである。また、旋回スクロール20A,20Bは、ラップ部22A,22Bが固定スクロール5A,5Bのラップ部7A,7Bと所定角度(例えば180度)だけずらして重なり合うように配設されている。
【0034】
そして、低圧段の固定スクロール5Aと旋回スクロール20Aは、両者のラップ部7A,22A間に外周側から内周側にわたって低圧段の圧縮室23A,23A,…をそれぞれ画成している。また、高圧段の固定スクロール5Bと旋回スクロール20Bは、両者のラップ部7B,22B間に外周側から内周側にわたって高圧段の圧縮室23B,23B,…をそれぞれ画成している。
【0035】
また、低圧段の固定スクロール5Aと旋回スクロール20Aは、図2に示すようにラップ部7A,22Aが比較的大きい厚みTa (肉厚)を有し、ラップ部7A,22Aの最外径は、例えば旋回スクロール20Aのラップ部22Aが図2中に示す如く寸法Da に設定されている。
【0036】
一方、高圧段の固定スクロール5Bと旋回スクロール20Bは、図3に示す如くラップ部7B,22Bが厚みTb を有し、この厚みTb は、低圧段のラップ部7A,22Aよりも小さく(薄肉に)形成されている(Tb <Ta )。そして、ラップ部7B,22Bの最外径は、後述するシール部材24の径寸法Db よりもさらに小さく形成されている。
【0037】
また、高圧段の固定スクロール5Bと旋回スクロール20Bは、図1に示す如くラップ部7B,22Bの高さ(歯高)が低圧段のラップ部7A,22Aよりも小さく形成され、これにより、高圧段の圧縮室23Bを低圧段の圧縮室23Aに比較して小さい容積に設定しているものである。
【0038】
24は高圧段の圧縮室23Bを外部に対して遮断する環状のシール部材で、該シール部材24は、固定スクロール5Bのラップ部7Bと旋回スクロール20Bのラップ部22Bとを径方向外側から取囲む環状のフェイスシール等によって構成され、例えば鏡板21Bの外周側に設けた環状のシール溝内に取付けられている。
【0039】
そして、シール部材24は、固定スクロール5Bの筒部8B側に摺接することにより、固定スクロール5Bと旋回スクロール20B(鏡板21B)との摺動面間を気密にシールし、両者のラップ部7B,22B間で画成される各圧縮室23B内の圧力が外部に漏洩するのを防ぐものである。
【0040】
また、シール部材24は、図3に示す如く径寸法Db をもって形成され、この径寸法Db は、図2に例示した旋回スクロール20Aのラップ部22Aの最外径に対応する寸法Da よりも小さい寸法(Db <Da )となっている。
【0041】
25,25は旋回スクロール20Aの自転を防止する自転防止機構としての補助クランクで、該各補助クランク25は、低圧スクロール部4A側に位置してケーシング1の軸受取付体3Aと旋回スクロール20Aの鏡板21Aとの間に設けられている。また、高圧スクロール部4B側にもケーシング1の軸受取付体3Bと旋回スクロール20Bの鏡板21Bとの間に同様の補助クランク(図示せず)が設けられるものである。
【0042】
26は低圧スクロール部4A側に設けた吸込フィルタで、該吸込フィルタ26は、低圧段の固定スクロール5Aの吸込口10Aに着脱可能に設けられ、吸込口10Aから圧縮室23A内に向けて吸込まれる外気(空気)等を清浄化すると共に、空気の吸込音等を低減化する消音器としても機能するものである。
【0043】
27は低圧段の圧縮室23Aと高圧段の圧縮室23Bとを連通させる連通路としての導管で、該導管27は、ケーシング1の外側に位置して低圧段の固定スクロール5Aと高圧段の固定スクロール5Bとの間に設けられている。そして、導管27は、一方の端部27Aが固定スクロール5Aの吐出口11Aに接続され、他方の端部27Bは、固定スクロール5Bの吸込口10Bに接続されている。
【0044】
本実施の形態によるツインラップ型のスクロール式空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【0045】
まず、電動機12のステータ13側に通電してロータ14を回転駆動すると、該ロータ14と一体となった回転軸15は、軸線O1 −O1 を中心としてロータ14と一体に回転する。
【0046】
そして、回転軸15の回転により、軸線O2 −O2 上に配置された旋回軸18は、回転軸15の偏心穴17内で寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行なう。これにより、旋回軸18の両端側に設けた旋回スクロール20A,20Bが、固定スクロール5A,5Bに対して寸法δの旋回半径をもった旋回動作を行うものである。
【0047】
このため、低圧スクロール部4A側では、固定スクロール5Aの外周側に設けた吸込口10Aから吸込フィルタ26を介して外気を吸込みつつ、この空気を各圧縮室23A内で順次圧縮する。そして、低圧段の固定スクロール5Aと旋回スクロール20Aとの間の圧縮室23A内で、例えば0.3MPa程度の圧力まで圧縮された圧縮空気は、固定スクロール5Aの中心部に設けた吐出口11Aから導管27内に向けて吐出される。
【0048】
また、高圧スクロール部4B側では固定スクロール5Bの吸込口10Bに、このときの圧縮空気が導管27を通じて供給される。そして、高圧段の固定スクロール5Bと旋回スクロール20Bとの間では、このときの圧縮空気を各圧縮室23B内でさらに圧縮し、例えば1.0MPa程度の圧力まで圧縮された圧縮空気が、固定スクロール5Bの中心部に設けた吐出口11Bから外部に向けて吐出され、例えば空気タンク(図示せず)等に貯留される。
【0049】
ここで、低圧スクロール部4Aは、例えば旋回スクロール20Aのラップ部22Aが図2に示す寸法Da なる最外径を有する場合に、低圧段の圧縮室23Aに対する受圧面積Sa が、下記の数1式により求められる。
【0050】
【数1】
Sa =π×(Da /2)
【0051】
そして、低圧段の旋回スクロール20Aは、圧縮室23A内で発生する圧縮空気の圧力Pa (各圧縮室23A内の圧力を平均化した圧力)を受圧面積Sa で受承するため、旋回スクロール20Aから旋回軸18に向けて働く軸方向のスラスト荷重Fa は、下記の数2式によって求められる。
【0052】
【数2】
Fa =Pa ×Sa
【0053】
一方、高圧スクロール部4Bは、低圧スクロール部4A側で発生した圧縮空気が導管27を通じて固定スクロール5Bの吸込口10Bに供給され、この圧縮空気をさらに高い圧力に圧縮するため、固定スクロール5Bと旋回スクロール20Bとの間に設けたシール部材24の径方向内側となる部位(全範囲)が、高圧段の圧縮室23Bに対する受圧面積Sb となり、この受圧面積Sb は、図3に示すシール部材24の径寸法Db に基づいて下記の数3式により求められる。
【0054】
【数3】
Sb =π×(Db /2)
【0055】
また、高圧段の旋回スクロール20Bは、圧縮室23B内で発生する圧縮空気の圧力Pb (各圧縮室23B内の圧力を平均化した圧力)を受圧面積Sb で受承するため、旋回スクロール20Bから旋回軸18に向けて働く軸方向のスラスト荷重Fb は、下記の数4式によって求められる。
【0056】
【数4】
Fb =Pb ×Sb
【0057】
そして、低圧段の旋回スクロール20Aから旋回軸18に向け図1に示す如く付加されるスラスト荷重Fa と、高圧段の旋回スクロール20Bから旋回軸18に付加されるスラスト荷重Fb とが不釣り合い(アンバランス)になると、例えば軸受16A,19A等により大きなスラスト荷重を受承する必要が生じる。
【0058】
然るに、本実施の形態にあっては、高圧段の固定スクロール5Bと旋回スクロール20Bを、図3に示す如くラップ部7B,22Bの厚みTb が、低圧段のラップ部7A,22Aの厚みTa よりも薄肉(Tb <Ta )になるように形成している。
【0059】
これにより、高圧段におけるラップ部7B,22Bの巻数を、仮に低圧段のラップ部7A,22Aと同等の巻数に形成した場合でも、ラップ部7B,22Bの厚みTb がラップ部7A,22Aの厚みTa よりも小さくなっている分だけ、その最外径寸法を確実に小さく形成することが可能となり、圧縮室23Bに対する受圧面積も小さくすることができる。
【0060】
そして、高圧スクロール部4Bの固定スクロール5Bと旋回スクロール20Bとの間に設けたシール部材24を、図3に示す如く径寸法Db をもって形成し、この径寸法Db を、図2に例示した旋回スクロール20Aのラップ部22Aの寸法Da よりも小さい寸法(Db <Da )にする構成としている。
【0061】
このため、前述した数1式による低圧段の受圧面積Sa を、数3式による高圧段の受圧面積Sb よりも大きい面積(Sa >Sb )に形成することができる。そして、低圧段,高圧段の圧縮室23A,23B内で発生する圧力Pa ,Pb 間に大きな圧力差(Pa <Pb )が発生する場合でも、両者の間で旋回軸18等に付加される前記数2,数3式のスラスト荷重Fa ,Fb を、ほぼ等しい大きさ(荷重)に設定することができる。
【0062】
【数5】
Fa ≒Fb
【0063】
この結果、低圧段の旋回スクロール20Aと高圧段の旋回スクロール20Bとの間で旋回軸18に軸方向両側から付加されるスラスト荷重Fa ,Fb を互いに相殺させることが可能となり、例えば回転軸受16A、旋回軸受19Aが受承するスラスト荷重Fa ,Fb 間のアンバランスを小さく減じることができる。
【0064】
従って、本実施の形態によれば、回転軸受16A、旋回軸受19A等に付加されるスラスト荷重を小さく減じることができ、軸受16A,19Aの摩擦損失、発熱等を低減できると共に、装置全体の耐久性、寿命を向上でき、圧縮運転時等の性能、信頼性を高めることができる。
【0065】
なお、前記実施の形態では、回転軸受16A,16Bのうち一方の回転軸受16Aを、回転軸15に作用するラジアル荷重とスラスト荷重とを受承可能な軸受により構成し、他方の回転軸受16Bをラジアル荷重を受承可能な軸受により構成するものとして説明した。
【0066】
しかし、本発明はこれに限らず、例えば回転軸受16Bをラジアル荷重とスラスト荷重とを受承可能な軸受により構成し、回転軸受16Aをラジアル荷重を受承可能な軸受により構成してもよい。また、回転軸受16A,16Bを共にラジアル荷重とスラスト荷重とを受承可能な軸受により構成してもよい。そして、これらの点は、旋回軸受19A,19Bについても同様である。
【0067】
また、前記実施の形態では、ケーシング1と固定スクロール5A,5Bとを別体として形成し、ケーシング1の両端側にボルト等を用いて固定スクロール5A,5Bを固定する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばケーシング1と固定スクロール5A,5Bとを予め一体に形成し、これにより固定側部材を構成してもよい。
【0068】
また、前記実施の形態では、2段のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば3段または4段以上の多段スクロール式圧縮機に適用してもよいものである。また、多風量を得るために、2台の一段圧縮機を並列に接続し、これらの圧縮機をモータ(駆動手段)の両側に設ける構成としたものでもよい。
【0069】
また、前記実施の形態では、スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できるものである。
【0070】
また、前記実施の形態では、駆動手段としての電動機12の回転軸15、旋回軸18を旋回スクロール20A,20Bに固定する例を示したが、これに限らず、例えば旋回スクロール20A,20B間にプーリが取付けられた従動側の回転軸を設け、ケーシングの外部に設けたモータ(駆動手段)の回転軸と前記プーリとの間にベルト等を介装することにより、旋回スクロール20A,20Bを旋回駆動する構成としてもよい。
【0071】
また、旋回スクロール20A,20Bの中心部に回転軸を取付けるのではなく、例えば特開平7−103151号公報のように、回転軸を1つの補助クランクに取付ける構成としてもよい。そして、この場合は、2つの旋回スクロールの鏡板を共通の鏡板とすることもできる。
【0072】
さらに、前記実施の形態では、固定スクロールと旋回スクロールからなるスクロール圧縮機を例としたが、これに限らず、例えば特開平3−145588号公報のように、駆動されるスクロールに対向するスクロールが同期回転する全回転系のスクロール流体機械に用いてもよい。この場合、同期回転するスクロールが非駆動スクロールとなる。
【0073】
また、前記実施の形態では、高圧段の固定スクロール5Bのラップ部7Bと旋回スクロール20Bのラップ部22Bの両方の厚みを薄くする例を示したが、いずれか一方の厚さを薄くすることでも、少なくなるが本発明の効果を得ることができるものである。
【0074】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項1に記載の発明によれば、高圧段の固定スクロールと旋回スクロールにおける各ラップ部の厚さを、低圧段の固定スクロールと旋回スクロールにおける各ラップ部の厚さよりも小さくする構成としているので、高圧段の旋回スクロールが圧縮室内の圧力を受圧する受圧面積を、低圧段の旋回スクロールに比較して小さくすることが容易となり、受圧面積と圧力との積により決められるスラスト荷重が低圧段と高圧段との間でアンバランスとなるのを小さく減じることができる。従って、電動機の出力軸を支持する軸受等に大きなスラスト荷重が付加されるのを抑えることができ、軸受の摩擦損失、発熱等を低減できる。そして、装置全体の耐久性、寿命を向上でき、圧縮運転時等の性能、信頼性を高めることができる。
【0075】
また、請求項2に記載の発明は、高圧段の固定スクロールと旋回スクロールとの間に環状のシール部材を設け、前記高圧段の固定スクロールと旋回スクロールとは、該シール部材の径方向内側となる部位で圧縮室内の圧力を受圧する構成としているので、高圧段の圧縮室内で発生した流体の圧力が外部に漏洩するのを環状のシール部材で防ぐことができ、高圧段の圧縮室内を高い圧力に保つことができる。そして、高圧段側での旋回スクロールの受圧面積をシール部材の径方向内側となる範囲内に制限することができ、この受圧面積を低圧段側での旋回スクロールの受圧面積よりも小さくして、請求項1の発明と同様の効果を得ることができる。
【0076】
また、請求項3に記載の発明によれば、高圧段の固定スクロールと旋回スクロールとは、低圧段の固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室から吐出される流体を内部の圧縮室内に吸込んでさらに高い圧力に圧縮する構成としているので、例えば流体の2段圧縮を行うことができると共に、高圧段の圧縮室から低圧段の圧縮室に向けて大きなスラスト荷重が電動機の出力軸等に付加されるのを、受圧面積を変えることによって十分に小さく抑えることができる。
【0077】
さらに、請求項4に記載の発明によれば、ケーシングと、該ケーシングの軸線上に位置して該ケーシングの両端側にそれぞれ設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された2つの非駆動側スクロールと、該2つの非駆動側スクロールと対面して設けられ鏡板に前記2つの非駆動側スクロールのラップ部とそれぞれ重なり合って複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップ部が立設された2つの駆動側スクロールと、該2つの駆動側スクロールに接続されて該駆動側スクロールを駆動する駆動手段が接続される回転軸とからなるスクロール式流体機械において、前記2つの駆動側スクロールおよび前記2つの非駆動側スクロールの少なくとも1つのラップ部が、他のラップ部とそのラップ部の厚みを異ならせた構成とすることで、厚みの薄いラップ部がある側のスクロールは、同じ効率でラップ部を同じ厚さにした圧縮機と比べ、受圧面積を小さくすることができ、このラップ厚さの設定により、駆動手段の回転軸に加わるスラスト荷重を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図2】低圧スクロール部のラップ部等を図1中の矢示II−II方向からみた拡大断面図である。
【図3】高圧スクロール部のラップ部等を図1中の矢示 III−III 方向からみた拡大断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング(固定側部材)
4A 低圧スクロール部
4B 高圧スクロール部
5A 低圧段の固定スクロール(非駆動側スクロール)
5B 高圧段の固定スクロール(非駆動側スクロール)
6A,6B,21A,21B 鏡板
7A,7B,22A,22B ラップ部
12 電動機(駆動手段)
13 ステータ
14 ロータ
15 回転軸(出力軸)
16A,16B 回転軸受
18 旋回軸(出力軸)
19A,19B 旋回軸受
20A 低圧段の旋回スクロール(駆動側スクロール)
20B 高圧段の旋回スクロール(駆動側スクロール)
23A 低圧段の圧縮室
23B 高圧段の圧縮室
24 シール部材
25 補助クランク(自転防止機構)
26 吸込フィルタ
27 導管(連通路)
Fa ,Fb スラスト荷重
Ta ,Tb ラップ部の厚み

Claims (4)

  1. ケーシングと該ケーシングの軸線上に位置して該ケーシングの両端側にそれぞれ設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された低圧段,高圧段の固定スクロールとからなる固定側部材と、
    該低圧段の固定スクロールと高圧段の固定スクロールとの間に位置して前記ケーシング内に設けられ、出力軸が前記ケーシングの軸線と同一の方向に配置された電動機と、
    前記低圧段,高圧段の固定スクロールと対面して該電動機の出力軸の両端側にそれぞれ設けられ、鏡板に前記低圧段,高圧段の固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップ部が立設された低圧段,高圧段の旋回スクロールとを備えたスクロール式流体機械において、
    前記低圧段の固定スクロールと旋回スクロールは、前記圧縮室に対する受圧面積を前記高圧段の固定スクロールと旋回スクロールよりも大なる受圧面積をもって形成し、
    前記高圧段の固定スクロールと旋回スクロールは、前記低圧段の固定スクロールと旋回スクロールよりも前記各ラップ部の厚さを小さくする構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
  2. 前記高圧段の固定スクロールと旋回スクロールとの間には、両者のラップ部を径方向外側から取囲み前記圧縮室内を外部に対して遮断する環状のシール部材を設け、前記高圧段の固定スクロールと旋回スクロールとは、該シール部材の径方向内側となる部位で前記圧縮室内の圧力を受圧する構成としてなる請求項1に記載のスクロール式流体機械。
  3. 前記高圧段の固定スクロールと旋回スクロールとは、前記低圧段の固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室から吐出される流体を、内部の圧縮室内に吸込んでさらに高い圧力に圧縮する構成としてなる請求項1または2に記載のスクロール式流体機械。
  4. ケーシングと、該ケーシングの軸線上に位置して該ケーシングの両端側にそれぞれ設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された2つの非駆動側スクロールと、該2つの非駆動側スクロールと対面して設けられ鏡板に前記2つの非駆動側スクロールのラップ部とそれぞれ重なり合って複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップ部が立設された2つの駆動側スクロールと、該2つの駆動側スクロールに接続されて該駆動側スクロールを駆動する駆動手段が接続される回転軸とからなるスクロール式流体機械において、
    前記2つの駆動側スクロールおよび前記2つの非駆動側スクロールの少なくとも1つのラップ部が、他のラップ部とそのラップ部の厚みを異ならせたことを特徴とするスクロール式流体機械。
JP2003053622A 2003-02-28 2003-02-28 スクロール式流体機械 Expired - Fee Related JP4237516B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003053622A JP4237516B2 (ja) 2003-02-28 2003-02-28 スクロール式流体機械

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003053622A JP4237516B2 (ja) 2003-02-28 2003-02-28 スクロール式流体機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004263604A true JP2004263604A (ja) 2004-09-24
JP4237516B2 JP4237516B2 (ja) 2009-03-11

Family

ID=33118176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003053622A Expired - Fee Related JP4237516B2 (ja) 2003-02-28 2003-02-28 スクロール式流体機械

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4237516B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009060398A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Enjiu Ke Scroll type fluid machinery
JP2019105165A (ja) * 2017-12-08 2019-06-27 株式会社Soken スクロール圧縮機

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009060398A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Enjiu Ke Scroll type fluid machinery
US8764421B2 (en) 2007-11-08 2014-07-01 Shanghai Universoon AutoParts Co. Scroll type fluid machinery
JP2019105165A (ja) * 2017-12-08 2019-06-27 株式会社Soken スクロール圧縮機
JP6996267B2 (ja) 2017-12-08 2022-01-17 株式会社Soken スクロール圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
JP4237516B2 (ja) 2009-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6267572B1 (en) Scroll fluid machine having scroll members at each end of a rotating hollow shaft
JP4142418B2 (ja) スクロール式流体機械
JP5681019B2 (ja) スクロール式流体機械
US20130121864A1 (en) Scroll compressor
JP3858762B2 (ja) スライドブッシュ及びスクロール型流体機械
JP3124437B2 (ja) スクロール圧縮機
JP4237516B2 (ja) スクロール式流体機械
JP3105715B2 (ja) スクロ−ル型圧縮機
JP3059774B2 (ja) スクロール圧縮機
JP2004324616A (ja) スクロール式流体機械
JP3133112B2 (ja) スクロール式流体機械
US20240337260A1 (en) Twin-type scroll fluid machine
JPH07103151A (ja) スクロール式流体機械
JP2003301784A (ja) スクロール流体機械の自転防止機構
JP3410187B2 (ja) スクロール式流体機械
JPS60166782A (ja) スクロール流体機械
JP2006017013A (ja) スクロール式流体機械
JP2003206880A (ja) スクロール圧縮機およびスクロール圧縮機の冷媒圧縮方法
WO2023149145A1 (ja) スクロール圧縮機
JP2010101330A (ja) スクロール式流体機械
JP2003106268A (ja) スクロール流体機械の逆転阻止機構
JP4303095B2 (ja) スクロール式流体機械
JP2024148919A (ja) ツイン型スクロール流体機械
KR100533044B1 (ko) 스크롤 압축기의 마모 방지 장치
JP2023031509A (ja) スクロール圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20041129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050930

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20051004

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080715

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080916

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081218

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4237516

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131226

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees