JP2007170285A - Scroll fluid machine - Google Patents

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JP2007170285A
JP2007170285A JP2005369502A JP2005369502A JP2007170285A JP 2007170285 A JP2007170285 A JP 2007170285A JP 2005369502 A JP2005369502 A JP 2005369502A JP 2005369502 A JP2005369502 A JP 2005369502A JP 2007170285 A JP2007170285 A JP 2007170285A
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scroll
crankshaft
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JP2005369502A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Hamachi
康之 濱地
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Yanmar Co Ltd
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Yanmar Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size and the weight of a scroll fluid machine. <P>SOLUTION: A crankshaft 32 is installed in a rotating shaft 12. A swing scroll 33 is rotatably connected to the crankshaft 32. A lap part 46 of a fixed scroll 34 is engaged with a lap part 40 of the swing scroll 33. The movement of the swing scroll 33 is restricted by a restricting member 52 so that the swing scroll 33 swings and revolves about the fixed scroll 34 without rotating around its axis. The restricting member 52 is provided with an engaging portion 54 engaged with the swing scroll 33. The swing scroll 33 is provided with a balancer 51 which projects from a platform of a bed plate 38, and achieves balance by aligning the gravity center of the swing scroll 33 to the axial center O3 of the crankshaft 32. The portion 56 to be engaged with the engaging portion 54 is formed by the balancer 51. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はスクロール形流体機械に関するものである。   The present invention relates to a scroll type fluid machine.

下記特許文献1には、圧縮機として用いられるスクロール形流体機械が開示されている。このスクロール形流体機械は、モーターの駆動軸の先端に偏心した軸心を有するクランク軸を形成し、該クランク軸に揺動スクロールを回転自在に連結し、該揺動スクロールに向き合わせて固定スクロールを配置している。揺動スクロール及び固定スクロールは、円盤状の台板の板面に渦巻き型のラップ部を突設してなり、互いのラップ部を噛み合わせることによって、ラップ部間にできた空間を圧縮室としている。
前記揺動スクロールの背面には、該揺動スクロールの運動を規制する規制部材が設けられている。規制部材は、揺動スクロールが固定スクロールに対して自転することなく駆動軸の軸心回りに揺動旋回するように運動を規制する。規制部材は、リング状に形成されるとともに、一方の面に揺動スクロールの背面に係合する係合突起を形成し、他方の面に、スクロール形流体機械のフレームに係合する係合突起を形成している。
特公平6−15869号公報
Patent Document 1 below discloses a scroll type fluid machine used as a compressor. This scroll type fluid machine forms a crankshaft having an eccentric shaft center at a tip of a drive shaft of a motor, a swing scroll is rotatably connected to the crankshaft, and the fixed scroll is faced to the swing scroll. Is arranged. The orbiting scroll and the fixed scroll are formed by projecting a spiral wrap portion on the surface of a disk-shaped base plate, and by engaging each other's lap portion, the space formed between the wrap portions is used as a compression chamber. Yes.
A regulating member for regulating the movement of the orbiting scroll is provided on the back surface of the orbiting scroll. The restricting member restricts the movement so that the swinging scroll swings around the axis of the drive shaft without rotating with respect to the fixed scroll. The restricting member is formed in a ring shape, and an engaging protrusion that engages with the back surface of the orbiting scroll is formed on one surface, and an engaging protrusion that engages with the frame of the scroll type fluid machine on the other surface. Is forming.
Japanese Patent Publication No. 6-15869

上記スクロール形流体機械は、揺動スクロールが固定スクロールに対して揺動旋回するようになっているので、その遠心力を一定にするために、揺動スクロールの重心をクランク軸の軸心と一致させなければならない。揺動スクロールのラップ部は、インボリュート曲線からなる渦巻き型であり、必ずしもその重心位置をクランク軸に一致させることができない。従って、クランク軸心とラップ部重心とのズレを補うため、従来は、クランク軸心に対するラップ部重心の偏心側とは反対側に、台板を大きく偏心させていた。   In the above scroll type fluid machine, the swing scroll is swung with respect to the fixed scroll. Therefore, in order to keep the centrifugal force constant, the center of gravity of the swing scroll coincides with the axis of the crankshaft. I have to let it. The wrap portion of the orbiting scroll is a spiral type composed of an involute curve, and the center of gravity cannot always coincide with the crankshaft. Therefore, in order to compensate for the deviation between the crankshaft center and the center of gravity of the lap portion, conventionally, the base plate is largely decentered on the side opposite to the eccentric side of the center of gravity of the lap portion with respect to the crankshaft center.

しかし、台板は、揺動スクロールの最大外形部分であるので、該台板を大きく偏心させることによって、揺動スクロールを収納するケーシングを大きくする必要があり、流体機械全体の大型化を招くという問題があった。   However, since the base plate is the maximum outer shape portion of the orbiting scroll, it is necessary to enlarge the casing for storing the orbiting scroll by greatly decentering the base plate, which increases the size of the entire fluid machine. There was a problem.

一方、前記規制部材は、揺動スクロールの台板を彫り込んで形成した溝に係合突起を係合することによって、揺動スクロールの運動を規制するようになっていた。このような溝を形成するため、揺動スクロールの台板はある程度の厚さが必要となるので、これが機械の重量増の原因となっていた。   On the other hand, the restricting member restricts the motion of the orbiting scroll by engaging the engaging protrusion with a groove formed by carving the base plate of the orbiting scroll. In order to form such a groove, the base plate of the orbiting scroll needs to have a certain thickness, which causes an increase in the weight of the machine.

したがって、本発明は、上記の問題を解決し、スクロール形流体機械の小型化及び軽量化を図ることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and to reduce the size and weight of a scroll type fluid machine.

請求項1記載の発明は、回転軸と、該回転軸に設けられるとともに該回転軸の軸心に平行で且つ偏心した軸心を有するクランク軸と、クランク軸に回転可能に連結される台板と該台板に設けられた渦巻き型のラップ部とを有する揺動スクロールと、前記揺動スクロールに向き合って配置されるとともに前記ラップ部に噛み合う渦巻き型のラップ部を有する固定スクロールと、前記揺動スクロールが、自転することなく前記固定スクロールに対して前記回転軸の軸心回りに揺動旋回するように、前記揺動スクロールの運動を規制する規制部材と、を備えているスクロール形流体機械において、前記規制部材が、前記揺動スクロールに係合する係合部を備えており、前記揺動スクロールが、前記台板の板面から突出し且つ前記揺動スクロールの重心を前記クランク軸の軸心に一致させるようにバランスを図るバランサを備えており、前記バランサが、前記係合部に係合する被係合部を構成していることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a rotating shaft, a crankshaft provided on the rotating shaft and having a shaft center parallel to and eccentric from the shaft center of the rotating shaft, and a base plate rotatably connected to the crankshaft. And a scroll having a spiral wrap provided on the base plate, a fixed scroll having a spiral wrap disposed facing the swing scroll and meshing with the wrap, and the swing A scroll-type fluid machine comprising: a regulating member that regulates the movement of the orbiting scroll so that the moving scroll orbits around the axis of the rotary shaft with respect to the fixed scroll without rotating. The regulating member includes an engaging portion that engages with the swing scroll, and the swing scroll projects from the plate surface of the base plate and overlaps the swing scroll. The includes a balancer to balance to match the axis of the crankshaft, the balancer, characterized in that it constitutes a engaged portion for engaging the engaging portion.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記揺動スクロールのラップ部の重心が、前記クランク軸の軸心に対して偏心して配置されており、前記バランサの重心及び前記台板の重心が、前記クランク軸の軸心に対する前記ラップ部の重心の偏心を補って、前記揺動スクロール全体の重心をクランク軸の軸心に一致させるように、前記クランク軸の軸心に対して偏心して配置されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the center of gravity of the wrap portion of the orbiting scroll is arranged eccentrically with respect to the axis of the crankshaft, and the center of gravity of the balancer and the platform The center of gravity of the plate compensates for the eccentricity of the center of gravity of the lap portion with respect to the axis of the crankshaft, and the center of gravity of the entire swing scroll coincides with the axis of the crankshaft. It is characterized by being arranged eccentrically.

請求項1の発明によれば、揺動スクロールの台板にバランサを設けているので、該揺動スクロール全体の重心をクランク軸の軸心に一致させるのに必要な、クランク軸の軸心に対する台板の偏心量を、小さくするか又は無くすことができる。したがって、揺動スクロールを収納するケーシングを大きくする必要もなく、スクロール形流体機械の小型化を図ることができる。   According to the first aspect of the present invention, since the balancer is provided on the base plate of the orbiting scroll, the center of the entire orbiting scroll is required to be aligned with the axis of the crankshaft. The amount of eccentricity of the base plate can be reduced or eliminated. Therefore, it is not necessary to enlarge the casing that houses the orbiting scroll, and the scroll fluid machine can be downsized.

また、バランサを台板から突出して形成しているので、規制部材の係合部が係合する被係合部として構成することができ、別途被係合部を形成する場合に比べて構造の簡素化を図ることができる。また、従来のように、係合部が係合するための溝を台板に形成する必要がなくなるので、台板全体を厚肉にする必要も無く、揺動スクロールの軽量化ひいてはスクロール形流体機械の軽量化を図ることができる。   In addition, since the balancer is formed so as to protrude from the base plate, it can be configured as an engaged portion with which the engaging portion of the restricting member is engaged. Simplification can be achieved. Further, since it is not necessary to form a groove for engaging the engaging portion in the base plate as in the prior art, there is no need to make the entire base plate thicker, and the weight of the orbiting scroll can be reduced. The weight of the machine can be reduced.

請求項2の発明によれば、台板は、その重心がクランク軸の軸心に対して偏心していることによって、自身も一種のバランサとして機能するので、その分、台板から突出するバランサの重量を小さくすることができる。したがって、台板の偏心量とバランサの重量とのバランスを考慮して、スクロール形流体機械の小型化と軽量化とを好適に両立することが可能となる。   According to the invention of claim 2, since the center of gravity of the base plate is eccentric with respect to the axis of the crankshaft, the base plate itself functions as a kind of balancer. Weight can be reduced. Therefore, considering the balance between the amount of eccentricity of the base plate and the weight of the balancer, it is possible to suitably achieve both a reduction in size and weight of the scroll fluid machine.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るスクロール形流体機械の縦断面図である。スクロール形流体機械1は、回転軸12、クランク軸32、ハウジング(軸受ハウジング)31、揺動スクロール33、固定スクロール34、スラスト軸受35等を備えている。回転軸12は、ハウジング31に軸受36を介して回転自在に支持されており、ハウジング31内に配置された回転軸12の端部にクランク軸32が形成されている。クランク軸32の軸心O3は、回転軸12の軸心O2に平行で且つ偏心している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll type fluid machine according to an embodiment of the present invention. The scroll fluid machine 1 includes a rotary shaft 12, a crankshaft 32, a housing (bearing housing) 31, a swing scroll 33, a fixed scroll 34, a thrust bearing 35, and the like. The rotating shaft 12 is rotatably supported by a housing 31 via a bearing 36, and a crankshaft 32 is formed at the end of the rotating shaft 12 disposed in the housing 31. An axis O3 of the crankshaft 32 is parallel to and eccentric from the axis O2 of the rotary shaft 12.

揺動スクロール33は、円盤状の台板38の一方の板面に筒形のボス部39を軸心O3方向に突設し、他方の板面にインボリュート曲線からなる渦巻き型のラップ部40を軸心O3方向に突設してなる。ボス部39は、その内周側に嵌装した軸受41を介してクランク軸32に回転自在に支持されている。   The orbiting scroll 33 has a cylindrical boss portion 39 projecting in the direction of the axis O3 on one plate surface of a disk-shaped base plate 38, and a spiral wrap portion 40 having an involute curve on the other plate surface. Projecting in the direction of the axis O3. The boss portion 39 is rotatably supported on the crankshaft 32 via a bearing 41 fitted on the inner peripheral side thereof.

固定スクロール34は、揺動スクロール33を挟んでハウジング31の反対側に配設され、揺動スクロール33のラップ部40の先端面に対向する外壁部43と、外壁部43の外周部から揺動スクロール33側に屈曲して延びる周壁部44と、周壁部44の端部から径方向外側に延びるフランジ部45とを有する。周壁部44の径方向内側には、外壁部43から揺動スクロール33側に突出する渦巻き型のラップ部46が形成されている。このラップ部46は、揺動スクロール33のラップ部40に噛み合い、先端面が台板38に対向している。これにより、揺動スクロール33と固定スクロール34との間には、複数の室47(膨張室又は圧縮室)が形成されるようになっている。   The fixed scroll 34 is disposed on the opposite side of the housing 31 with the swing scroll 33 interposed therebetween, and swings from the outer wall portion 43 facing the front end surface of the lap portion 40 of the swing scroll 33 and the outer peripheral portion of the outer wall portion 43. The peripheral wall portion 44 is bent and extends toward the scroll 33, and the flange portion 45 extends radially outward from the end portion of the peripheral wall portion 44. On the radially inner side of the peripheral wall portion 44, a spiral wrap portion 46 that protrudes from the outer wall portion 43 toward the swing scroll 33 is formed. The wrap portion 46 meshes with the wrap portion 40 of the orbiting scroll 33, and the front end surface faces the base plate 38. Thereby, a plurality of chambers 47 (expansion chambers or compression chambers) are formed between the swing scroll 33 and the fixed scroll 34.

固定スクロール34の外壁部43の略中央には、流体の第1流通口61が貫通して形成されており、同じく、外壁部43の外周部には、流体の第2流通口62が形成されている。   A fluid first circulation port 61 is formed through substantially the center of the outer wall portion 43 of the fixed scroll 34. Similarly, a fluid second circulation port 62 is formed in the outer peripheral portion of the outer wall portion 43. ing.

ハウジング31の外周部には、フランジ部48が設けられている。このフランジ部48と、固定スクロール34のフランジ部45とは、スラスト軸受35の外周部を間に挟んでボルト49によって連結されている。スラスト軸受35はリング形状であり、スラスト軸受35の内周部は、揺動スクロール33の台板38の背面(ボス部39側の面)に摺動自在に当接している。   A flange portion 48 is provided on the outer peripheral portion of the housing 31. The flange portion 48 and the flange portion 45 of the fixed scroll 34 are connected by a bolt 49 with the outer peripheral portion of the thrust bearing 35 interposed therebetween. The thrust bearing 35 has a ring shape, and the inner peripheral portion of the thrust bearing 35 is slidably in contact with the back surface (surface on the boss portion 39 side) of the base plate 38 of the swing scroll 33.

揺動スクロール33は、クランク軸32の軸心O3上に重心が配置されるように形状が設定されている。図2は、揺動スクロール33を示す図1のII−II矢視図であり、図中の点Aは、ラップ部40の重心位置を示し、点Bは、台板38の重心位置を示している。ラップ部40の重心Aは、軸心O3に対して偏心して配置されている。   The swing scroll 33 is shaped so that the center of gravity is disposed on the axis O3 of the crankshaft 32. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 showing the orbiting scroll 33. A point A in the figure indicates the position of the center of gravity of the wrap portion 40, and a point B indicates the position of the center of gravity of the base plate 38. ing. The center of gravity A of the wrap portion 40 is arranged eccentrically with respect to the axis O3.

台板38の重心Bは、クランク軸32の軸心O3とラップ部40の重心Aとを結ぶ線L1上であって、軸心O3を挟んでラップ部40の重心Aとは反対側に配置されている。これによって、揺動スクロール33全体の重心が軸心O3に近づくようになっている。さらに、重心Bの偏心だけでは、揺動スクロール33全体の重心をクランク軸32の軸心O3上に配置するに足りない分を補うため、台板38にはバランサ51が設けられている。   The center of gravity B of the base plate 38 is on a line L1 connecting the axis O3 of the crankshaft 32 and the center of gravity A of the lap portion 40, and is disposed on the opposite side of the center of gravity A of the lap portion 40 with the axis O3 interposed therebetween. Has been. As a result, the center of gravity of the entire swing scroll 33 approaches the axis O3. Further, a balancer 51 is provided on the base plate 38 in order to compensate for the eccentricity of the center of gravity B that is not sufficient to place the center of gravity of the entire swing scroll 33 on the axis O3 of the crankshaft 32.

バランサ51は、クランク軸32の軸心O3を中心とする円弧状に台板38を部分的に厚肉にし、台板38から突出させた形状に形成されている。バランサ51は、その重心Cが、線L1上であって軸心O3を挟んでラップ部40の重心Aとは反対側に配置されている。また、バランサ51の重心Cは、台板38の重心Bよりも径方向外側に配置されている。このようなラップ部40、台板38、及びバランサ51の配置によって、揺動スクロール33全体の重心が、クランク軸32の軸心O3上に配置されるようになっている。   The balancer 51 is formed in a shape in which the base plate 38 is partially thickened in an arc shape centered on the axis O <b> 3 of the crankshaft 32 and protrudes from the base plate 38. The balancer 51 is arranged such that its center of gravity C is on the line L1 and opposite to the center of gravity A of the wrap portion 40 with the axis O3 interposed therebetween. Further, the center of gravity C of the balancer 51 is disposed on the outer side in the radial direction than the center of gravity B of the base plate 38. With such an arrangement of the wrap portion 40, the base plate 38, and the balancer 51, the center of gravity of the entire swing scroll 33 is arranged on the axis O <b> 3 of the crankshaft 32.

図1に示すように、揺動スクロール33の台板38の背面側には、規制部材(継手部材)52が設けられている。規制部材52は、揺動スクロール33が自転することなく固定スクロール34に対して軸心O2回りに旋回揺動するように、揺動スクロール33の運動を規制するものである。   As shown in FIG. 1, a regulating member (joint member) 52 is provided on the back side of the base plate 38 of the swing scroll 33. The regulating member 52 regulates the movement of the orbiting scroll 33 so that the orbiting scroll 33 rotates and orbits around the axis O2 with respect to the fixed scroll 34 without rotating.

図3は、揺動スクロール33及び規制部材52を示す斜視図である。規制部材52は、リング状の環状部53と、環状部53の各側面から突出する係合部54,55とを備えている。環状部53の一方の側面には、180°間隔で2つの係合部54が設けられている。他方の側面には、180°間隔で2つの係合部55が設けられ、該係合部55は、一方の側面の係合部54に対して90°位相をずらして配置されている。   FIG. 3 is a perspective view showing the swing scroll 33 and the regulating member 52. The restricting member 52 includes a ring-shaped annular portion 53 and engaging portions 54 and 55 protruding from each side surface of the annular portion 53. Two engaging portions 54 are provided on one side surface of the annular portion 53 at intervals of 180 °. Two engaging portions 55 are provided on the other side surface at an interval of 180 °, and the engaging portions 55 are arranged 90 ° out of phase with respect to the engaging portion 54 on one side surface.

揺動スクロール33側に突出した2つの係合部54は、台板38に形成した2つの被係合部56にそれぞれ係合するようになっている。各被係合部56は、各係合部54を周方向両側から挟むように台板38から突設された一対の被係合片56a、56aを備えている。一方(図3の下側)の被係合部56の片側の被係合片56aは、前記バランサ51によって構成されており、バランサ51の端部に係合部54が係合するようになっている。   The two engaging portions 54 protruding toward the swing scroll 33 are engaged with two engaged portions 56 formed on the base plate 38, respectively. Each engaged portion 56 includes a pair of engaged pieces 56a and 56a that protrude from the base plate 38 so as to sandwich each engaging portion 54 from both sides in the circumferential direction. One engaged piece 56 a of one (lower side in FIG. 3) is constituted by the balancer 51, and the engaging part 54 is engaged with the end of the balancer 51. ing.

図1に示すように、ハウジング31内には、クランク軸32の外周側にリング部材57が嵌合されており、該リング部材57には、規制部材52の反揺動スクロール33側に突出した2つの係合部55が係合する径方向に延びる被係合溝57Aが形成されている。なお、図1では、理解を容易にするために、環状部53の一側面の係合部54と他側面の係合部55とが180°位相をずらして同じ平面上に示されているが、実際は、図3のように、90°位相がずれた関係となっている。   As shown in FIG. 1, a ring member 57 is fitted in the housing 31 on the outer peripheral side of the crankshaft 32, and the ring member 57 protrudes to the anti-oscillating scroll 33 side of the regulating member 52. An engaged groove 57A extending in the radial direction in which the two engaging portions 55 engage is formed. In FIG. 1, for easy understanding, the engaging portion 54 on one side of the annular portion 53 and the engaging portion 55 on the other side are shown on the same plane with a phase difference of 180 °. Actually, the relationship is 90 ° out of phase as shown in FIG.

規制部材52は、リング部材57の被係合溝57Aに沿って径方向に移動可能となっている。また、揺動スクロール33は、この規制部材52の移動可能な方向に直交する方向に移動可能となっている。したがって、揺動スクロール33は、自転することはなく固定スクロール34に対して回転軸12の軸心O2回りに揺動旋回(公転)することができる。   The regulating member 52 is movable in the radial direction along the engaged groove 57 </ b> A of the ring member 57. Further, the orbiting scroll 33 is movable in a direction orthogonal to the direction in which the restricting member 52 is movable. Therefore, the orbiting scroll 33 does not rotate and can orbit (revolve) around the axis O2 of the rotary shaft 12 with respect to the fixed scroll 34.

(スクロール形流体機械の利用形態)
図4は、スクロール形流体機械1の利用形態の1つとして、該流体機械1をランキンサイクル発電装置2に適用した例を示すブロック図である。この場合、流体機械1は膨張機を構成している。該発電装置2は、蒸気発生器21、発電機22、膨張機(スクロール形流体機械)1、凝縮器23、復水ポンプ24、作動媒体通路25A〜25Cを有している。なお、点線で示す通路25A、25Bは、作動媒体が気体(気相)の状態、又は、気体及び液体(液相)の状態である場合を示し、実線で示す通路25Cは、作動媒体が液体の状態である場合を示す。
(Usage form of scroll type fluid machine)
FIG. 4 is a block diagram showing an example in which the fluid machine 1 is applied to the Rankine cycle power generation device 2 as one of the usage forms of the scroll type fluid machine 1. In this case, the fluid machine 1 constitutes an expander. The power generator 2 includes a steam generator 21, a generator 22, an expander (scroll fluid machine) 1, a condenser 23, a condensate pump 24, and working medium passages 25A to 25C. The passages 25A and 25B indicated by dotted lines indicate a case where the working medium is in a gas (gas phase) state or a gas and liquid (liquid phase) state, and the passage 25C indicated by a solid line indicates that the working medium is liquid. The case of the state is shown.

発電機22は、膨張機1の出力軸(回転軸)12(図1)に直接的又は間接的に接続されている。膨張機1は、蒸気発生器21から通路25Aを介して供給された蒸気(作動媒体)により作動し、発電機22を駆動する。膨張機1を経た作動媒体は通路25Bを通って凝縮器23に供給され、冷却水によって凝縮され、液体になる。更に、作動媒体は、復水ポンプ24によって凝縮器23から通路25Cを通って蒸気発生器21に供給され、蒸気発生器21で高温ガスによって蒸発する。このサイクルを繰り返し行うことで、発電機1により発電を行うようになっている。   The generator 22 is directly or indirectly connected to the output shaft (rotary shaft) 12 (FIG. 1) of the expander 1. The expander 1 is operated by steam (working medium) supplied from the steam generator 21 via the passage 25 </ b> A, and drives the generator 22. The working medium that has passed through the expander 1 is supplied to the condenser 23 through the passage 25B, is condensed by the cooling water, and becomes a liquid. Further, the working medium is supplied from the condenser 23 through the passage 25C to the steam generator 21 by the condensate pump 24, and is evaporated by the hot gas in the steam generator 21. By repeating this cycle, power is generated by the generator 1.

図5は、上記のようにスクロール形流体機械1を膨張機として用いた場合の作動状態を示す説明図である。揺動スクロール33のラップ部40と固定スクロール34のラップ部46との間には、複数の膨張室が形成されている。まず、図5の(1)において、スクロール形流体機械1には、中央の第1流通口61から中央の第1膨張室47Aに作動媒体の蒸気が流入する。そして、(2)において、蒸気の圧力によって第1膨張室47Aが拡大し、揺動スクロール33が回転軸12の軸心O2(図4)回りに揺動旋回し始め、これによってクランク軸32(図4)を介して回転軸12が回転する。(3)では、更に第1膨張室47Aが拡大するともに、中央側に新たな膨張室(第2膨張室)47Bが形成され、該第2膨張室47Bに第1流通口61から継続して蒸気が流入する。その後、(4)(5)において、第1,第2膨張室47A,47Bがそれぞれ拡大するとともに揺動スクロール33が揺動旋回し、(6)において、揺動スクロール33のラップ部40の外周端が固定スクロール34のラップ部46から離れたところで第1膨張室47Aが開放され、蒸気が排気される。排気された蒸気は、図1に示す第2流通口62から外部に排出される。   FIG. 5 is an explanatory view showing an operating state when the scroll type fluid machine 1 is used as an expander as described above. A plurality of expansion chambers are formed between the wrap portion 40 of the swing scroll 33 and the wrap portion 46 of the fixed scroll 34. First, in FIG. 5 (1), the working fluid vapor flows into the scroll type fluid machine 1 from the central first circulation port 61 into the central first expansion chamber 47 </ b> A. In (2), the first expansion chamber 47A expands due to the pressure of the steam, and the orbiting scroll 33 starts to orbit around the axis O2 (FIG. 4) of the rotating shaft 12, thereby causing the crankshaft 32 ( The rotating shaft 12 rotates via FIG. In (3), the first expansion chamber 47A further expands, and a new expansion chamber (second expansion chamber) 47B is formed on the center side. The second expansion chamber 47B continues from the first flow port 61 to the second expansion chamber 47B. Steam flows in. Thereafter, in (4) and (5), the first and second expansion chambers 47A and 47B are enlarged, and the swing scroll 33 swings and swings. In (6), the outer periphery of the lap portion 40 of the swing scroll 33 When the end is away from the lap portion 46 of the fixed scroll 34, the first expansion chamber 47A is opened, and the steam is exhausted. The exhausted steam is discharged to the outside from the second circulation port 62 shown in FIG.

なお、スクロール形流体機械1を圧縮機として用いる場合は、第2流通口62が流体の入口となり、第1流通口61が流体の出口となる。そして、モーター等の駆動装置により回転軸12を回転し、揺動スクロール33を揺動旋回させて圧縮室47内に第2流通口62から流体を吸引し、流体を圧縮しつつ中央の第1流通口61から排出するようになっている。   When the scroll fluid machine 1 is used as a compressor, the second circulation port 62 serves as a fluid inlet, and the first circulation port 61 serves as a fluid outlet. Then, the rotating shaft 12 is rotated by a driving device such as a motor, the swinging scroll 33 is swung and swirled, the fluid is sucked into the compression chamber 47 from the second flow port 62, and the first fluid in the center is compressed while compressing the fluid. It discharges from the distribution port 61.

〔本実施形態の作用効果〕
以上詳述した構成によって本実施形態では次のような作用効果を奏する。
(1)図2に示すように、揺動スクロール33の台板38の背面に、バランサ51を形成しているので、クランク軸32の軸心O3に対する台板38の重心Bの偏心量をできるだけ小さくして、揺動スクロール33の重心をクランク軸32の軸心O3に一致させることができる。したがって、揺動スクロール33(台板38)を収納するケーシング31の外形を可及的に小さくすることができ、スクロール形流体機械1の小型化を図ることができる。
[Effects of this embodiment]
With the configuration described in detail above, the present embodiment provides the following operational effects.
(1) As shown in FIG. 2, since the balancer 51 is formed on the back surface of the base plate 38 of the orbiting scroll 33, the eccentric amount of the center of gravity B of the base plate 38 with respect to the axis O3 of the crankshaft 32 can be set as much as possible. The center of gravity of the orbiting scroll 33 can be made coincident with the axis O3 of the crankshaft 32 by reducing the size. Therefore, the outer shape of the casing 31 that houses the orbiting scroll 33 (base plate 38) can be made as small as possible, and the scroll fluid machine 1 can be downsized.

なお、揺動スクロール33の重心をクランク軸32の軸心O3に一致させるためには、例えば、台板38の重心位置Bをクランク軸32の軸心O3に一致させ、クランク軸32の軸心O3に対するラップ部40の重心Aの偏心を、バランサ51のみで補うことも考えられる。この場合、揺動スクロール33をより小さくすることができるが、バランサ51を本実施形態よりも大きく、重くする必要があり、却って揺動スクロール33の重量増を招く恐れがある。この点を考えると、本実施形態は、クランク軸32の軸心O3に対するラップ部40の重心Aの偏心を、バランサ51と台板38との双方の偏心によって補っているので、バランサ51の大きさ及び重量をそれほど大きくする必要なく、且つ、台板38の偏心量もそれほど大きくする必要なく、揺動スクロール33全体の重心をクランク軸心O3に一致させることができる。したがって、スクロール形流体機械の小型化と軽量化とを好適に両立することができる。   In order to make the center of gravity of the orbiting scroll 33 coincide with the axis O3 of the crankshaft 32, for example, the position of the center of gravity B of the base plate 38 coincides with the axis O3 of the crankshaft 32 and the axis of the crankshaft 32 is reached. It is also conceivable that only the balancer 51 compensates for the eccentricity of the center of gravity A of the lap portion 40 with respect to O3. In this case, the orbiting scroll 33 can be made smaller, but the balancer 51 needs to be larger and heavier than in the present embodiment. Considering this point, in the present embodiment, the eccentricity of the center of gravity A of the lap portion 40 with respect to the axis O3 of the crankshaft 32 is compensated by the eccentricity of both the balancer 51 and the base plate 38. The center of gravity of the entire orbiting scroll 33 can be made to coincide with the crankshaft center O3 without having to increase the height and weight so much and without increasing the eccentric amount of the base plate 38 so much. Accordingly, it is possible to suitably achieve both a reduction in size and weight of the scroll type fluid machine.

(2)揺動スクロール33に形成したバランサ51を規制部材52に対する被係合部56としても用いているので、別途被係合部を形成する場合に比べて、構造の簡素化を図ることができる。また、従来技術のように台板に溝を形成する場合に比べて、台板38自体を薄くすることができるので、軽量化を図ることができる。   (2) Since the balancer 51 formed on the orbiting scroll 33 is also used as the engaged portion 56 with respect to the regulating member 52, the structure can be simplified as compared with the case where a separate engaged portion is formed. it can. Moreover, since the base plate 38 itself can be made thinner than in the case of forming a groove in the base plate as in the prior art, the weight can be reduced.

(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように適宜設計変更可能である。
(1)図2に示すように、台板38の重心Bやバランサ51の重心Cは、クランク軸32の軸心O3とラップ部40の重心Aとを結ぶ線L1上に配置されているが、揺動スクロール33全体の重心をクランク軸心O3上に配置する限りにおいて、必ずしも線L1上になくてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified as follows, for example.
(1) As shown in FIG. 2, the center of gravity B of the base plate 38 and the center of gravity C of the balancer 51 are arranged on a line L1 connecting the axis O3 of the crankshaft 32 and the center of gravity A of the lap portion 40. As long as the center of gravity of the entire orbiting scroll 33 is disposed on the crankshaft O3, it does not necessarily have to be on the line L1.

(2)クランク軸32は、筒形に形成することができる。この場合、台板38に、ボス部39に代えてピンを形成するとともに、軸受を介してピンをクランク軸32の筒内に挿入して回転可能に連結することができる。   (2) The crankshaft 32 can be formed in a cylindrical shape. In this case, a pin can be formed on the base plate 38 in place of the boss portion 39, and the pin can be inserted into a cylinder of the crankshaft 32 via a bearing and rotatably connected.

(3)バランサ51は、台板38と同じ材質によって一体的に形成することもできるし、同じ又は異なる材質の別体のものを台板38に固着することもできる。   (3) The balancer 51 can be integrally formed of the same material as the base plate 38, or a separate body of the same or different material can be fixed to the base plate 38.

本発明は、ランキンサイクル発電装置の膨張機や各種空調機器の圧縮機等に利用することができる。   The present invention can be used for an expander of a Rankine cycle power generation device, a compressor of various air conditioners, and the like.

スクロール形流体装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a scroll type fluid apparatus. 揺動スクロールを示す図1のII−II矢視図である。It is the II-II arrow line view of FIG. 1 which shows rocking scroll. 揺動スクロール及び規制部材の斜視図である。It is a perspective view of a rocking scroll and a regulating member. 流体機械をランキンサイクル発電装置に適用した例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example which applied the fluid machine to the Rankine cycle power generation device. 流体機械を膨張機として用いた場合のスクロール形流体装置の作動状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operating state of the scroll-type fluid apparatus at the time of using a fluid machine as an expander.

符号の説明Explanation of symbols

1 スクロール形流体機械
12 回転軸
32 クランク軸
33 揺動スクロール
34 固定スクロール
38 台板
40 ラップ部
46 ラップ部
52 規制部材
54 係合部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scroll type fluid machine 12 Rotating shaft 32 Crankshaft 33 Rocking scroll 34 Fixed scroll 38 Base plate 40 Lap part 46 Lap part 52 Restriction member 54 Engagement part

Claims (2)

回転軸と、該回転軸に設けられるとともに該回転軸の軸心に平行で且つ偏心した軸心を有するクランク軸と、クランク軸に回転可能に連結される台板と該台板に設けられた渦巻き型のラップ部とを有する揺動スクロールと、前記揺動スクロールに向き合って配置されるとともに前記ラップ部に噛み合う渦巻き型のラップ部を有する固定スクロールと、前記揺動スクロールが、自転することなく前記固定スクロールに対して前記回転軸の軸心回りに揺動旋回するように、前記揺動スクロールの運動を規制する規制部材と、を備えているスクロール形流体機械において、
前記規制部材が、前記揺動スクロールに係合する係合部を備えており、
前記揺動スクロールが、前記台板の板面から突出し且つ前記揺動スクロールの重心を前記クランク軸の軸心に一致させるようにバランスを図るバランサを備えており、
前記バランサが、前記係合部に係合する被係合部を構成していることを特徴とする、スクロール形流体機械。
A rotating shaft; a crankshaft provided on the rotating shaft and having a shaft center parallel to and eccentric from the axis of the rotating shaft; a base plate rotatably connected to the crankshaft; and the base plate A swing scroll having a spiral wrap portion, a fixed scroll having a spiral wrap portion facing the swing scroll and meshing with the wrap portion, and the swing scroll without rotating. In a scroll type fluid machine comprising: a regulating member that regulates the movement of the orbiting scroll so as to orbit around the axis of the rotary shaft with respect to the fixed scroll.
The regulating member includes an engaging portion that engages with the orbiting scroll;
The orbiting scroll includes a balancer that projects from the plate surface of the base plate and balances the center of gravity of the orbiting scroll so as to coincide with the axis of the crankshaft;
The scroll fluid machine according to claim 1, wherein the balancer constitutes an engaged portion that engages with the engaging portion.
前記揺動スクロールのラップ部の重心が、前記クランク軸の軸心に対して偏心して配置されており、
前記バランサの重心及び前記台板の重心が、前記クランク軸の軸心に対する前記ラップ部の重心の偏心を補って、前記揺動スクロール全体の重心をクランク軸の軸心に一致させるように、前記クランク軸の軸心に対して偏心して配置されていることを特徴とする請求項1記載のスクロール形流体機械。

The center of gravity of the lap portion of the orbiting scroll is arranged eccentrically with respect to the axis of the crankshaft,
The center of gravity of the balancer and the center of gravity of the base plate compensate for the eccentricity of the center of gravity of the wrap portion with respect to the axis of the crankshaft so that the center of gravity of the entire swing scroll coincides with the axis of the crankshaft. The scroll type fluid machine according to claim 1, wherein the scroll type fluid machine is arranged eccentrically with respect to an axis of the crankshaft.

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