JP2009167913A - スクロール流体機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】給油通路40aがその一端を主軸35の下端面に開口して主軸35内に上下方向に延設され、軸受給油孔40cが給油通路40aと軸受部22bの下端側とを連通するように主軸35内に径方向外方に延設され、螺旋溝41が軸受部22bに軸支される主軸35の部位の外周壁面に形成されている。切り欠き部42がスライダ36の外周壁面に上端から下端に至るように延設され、切り欠き部43が軸受部21bに軸支される主軸35の部位の外周壁面に上端から下端に至るように延設されている。さらに、平面溝44が主軸35の軸心からの距離が主軸35の回転方向と逆方向に向かって漸次減少する螺旋状に、かつ切り欠き部42,43を連通するように、スライダ36の下端面に凹設されている。
【選択図】図1
Description
また、上下ジャーナル軸受間の駆動軸の部位にスライダを嵌着して偏心部を構成するような場合、揺動軸受部に給油する軸受給油孔は駆動軸とスライダとの間の隙間を経由しなければならず、揺動軸受部の軸受面以外への給油漏れを生じさせるという問題がある。
図1はこの発明の実施の形態1によるスクロール流体機械の構成を示す縦断面図、図2はこの発明の実施の形態1によるスクロール流体機械における給油構造を説明する図であり、図2の(a)は一部破断側面図、図2の(b)は図2の(a)のA−A矢視断面図である。なお、図2において、矢印Aは潤滑油の流れを示し、矢印Bは駆動軸の回転方向を示している。ここで、各図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは、明細書の全文において共通することである。さらに、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であって、これらの記載に限定されるものではない。この実施の形態1によるスクロール流体機械は、二酸化炭素のような高圧側が超臨界となる冷媒を用い、膨張機構部が冷凍サイクル内の膨張過程を行い、サブ圧縮機構部が膨張過程の冷媒から回収した機械エネルギーを動力として冷凍サイクル内の圧縮過程の一部を行う圧縮機一体型膨張機として用いられることを想定している。
サブ圧縮機構吸入管13が主圧縮機5の吐出側に接続され、サブ圧縮機構吐出管14がガスクーラ7の吸入側に接続され、膨張機構吸入管11がガスクーラ7の吐出側に接続され、膨張機構吐出管12が蒸発器8の吸入側に接続されて、スクロール流体機械1が冷凍サイクルに組み込まれている。つまり、この冷凍サイクルでは、スクロール流体機械1のサブ圧縮機構3がガスクーラ7の上流側に配設され、膨張機構2がガスクーラ7の下流側に配設されている。この時、膨張機構2とサブ圧縮機構3とが一体に構成されていることの制約から、膨張機構2の通過流量を調整するためのバイパス膨張弁9が膨張機構2と並列に、膨張機構2の体積流量を調整するための予膨張弁10が膨張機構2と直列、かつ上流側に設けられている。また、膨張機構2が蒸発器8の上流側に配設され、サブ圧縮機構3が蒸発器8の下流側に配設された主圧縮機5の下流側に配設されている。
密閉容器4内の上部空間と下部空間とは、給油通路40a、ガス抜き孔40b、軸受給油孔40c、油戻し孔17を介して連通されており、冷凍サイクル内の低圧(蒸発器8の吐出圧力)となり、第1および第2固定スクロール22,21で挟まれ、かつ揺動スクロール23の外周側の空間は、膨張過程後の低圧雰囲気に満たされている。そして、密閉容器4の底部に貯液されている潤滑油19は、油ポンプ20の遠心力により、給油通路40a内を上昇し、軸受給油孔40cを通って、軸受部22bの下端側に揚油される。
軸受部22bの下端側に揚油された潤滑油19の一部が、螺旋溝41を通って上昇し、密閉容器4の上部空間にオーバーフローする。そして、軸受部22bが螺旋溝41を流通する潤滑油19により潤滑される。密閉容器4の上部空間にオーバーフローした潤滑油19は、油戻し孔17を通って下部空間に戻る。
x方向の流速をUとし、流体粘度をμとすると、層流に対してはτ=μdU/dyであるから、式(1)は式(2)で表される。
y=0には固定平板が、y=δには、U=UW(一定)で動く平行平板があるとすると、境界条件は、y=δでU=UW、y=0でU=0である。C1,C2を境界条件から求めると、溝に沿った(x方向)の速度Uは、式(4)となる。
連続の関係から、Qはxに無関係であるから、UWとaxの変わり方が分かれば、式(5)を積分して、出口と入口の圧力差をΔPを求めることができる。すなわち、溝の長さをLとすると、式(5)は式(6)となる。
溝の入口は半径r0の位置にあるとし、溝の入口と回転中心Oとを結ぶ線を基線として、半径rの位置をPとし、回転の反対方向にθをとることとする。入口(r= r0)から溝の中心線にそって、流れ方向をxとし、線分OPと溝の流れ方向の角度をφ、半径rにおける溝の周速度Vθ、角速度をωとすると、溝に沿う作用速度UWは、式(10)で表される。
また、上記実施の形態1では、軸受給油孔40cが給油通路40aから径方向外方向に延設されているものとしているが、軸受給油孔40cの孔方向は主軸35の径方向に限定されるものではなく、主軸35の軸心と直交する平面内であればよい。
図9はこの発明の実施の形態2によるスクロール流体機械の構成を示す縦断面図、図8はこの発明の実施の形態2によるスクロール流体機械における給油構造を説明する図であり、図10の(a)は一部破断側面図、図10の(b)は図10の(a)のB−B矢視断面図である。
図9および図10において、スリーブ45は、主軸35の軸受部21bに対応する部位のD字状の外形形状に適合する内形形状の軸嵌入孔45aを有する円筒体に作製され、第2固定スクロール21の軸受部21bに軸支されている。主軸35がスリーブ45の軸嵌入孔45aに挿入されて回転を規制され、スリーブ45が主軸35と一体に回転する。平面溝44Aが、切り欠き部42と、軸受部21bとスリーブ45の外周壁面との間の隙間とを連通するように、主軸35の軸心からの距離が主軸35の回転方向Bと逆方向に漸次減少する螺旋状に形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
従って、この実施の形態2においても、上記実施の形態1と同様に効果が得られる。
また、この実施の形態2においては、平面溝44Aの溝長さ、即ち遠心力に抗して潤滑油19を送油する距離が短くなるので、給油をより確実に行うことができる。
図11はこの発明の実施の形態3によるスクロール流体機械の構成を示す縦断面図、図12はこの発明の実施の形態3によるスクロール流体機械における給油構造を説明する図であり、図12の(a)は一部破断側面図、図12の(b)は図12の(a)のC−C矢視断面図である。
図11および図12において、スリーブ45Aは、軸嵌入孔45aを有する円筒体に作製され、その外周壁面が、主軸35の軸心方向から見て、切り欠き部42を構成する底面に接している。ここで、切り欠き部42を構成する底面とは、スライダ36の軸心に平行な平面で切り欠かれてスライダ36の外周壁面に形成された平端面である。そして、スリーブ45Aの下端面には、平面溝44Aが省略されている。
なお、他の構成は上記実施の形態2と同様に構成されている。
従って、この実施の形態3においても、上記実施の形態2と同様に効果が得られる。
また、この実施の形態3においては、遠心力に抗して潤滑油19を送油する平面溝44A(連通溝)が不要となり、構成がより簡素化されると共に、給油をより確実に行うことができる。
また、上記各実施の形態では、スクロール流体機械として、一側で膨張を行い、他側で圧縮を行う両面式スクロールの圧縮機一体型膨張機について説明しているが、本発明は、両側で圧縮を行う両面式スクロール圧縮機、両側で膨張を行う両面式スクロール膨張機などのスクロール流体機械に適用してもよい。
Claims (4)
- 密閉容器と、
上記密閉容器内に上部空間を画成するように配設され、第1渦巻歯が第1台板の下面に形成された第1固定スクロールと、
上渦巻歯および下渦巻歯が第3台板の両面に形成されて構成され、該上渦巻歯が上記第1渦巻歯と咬合するように上記第1固定スクロールの下面側に相対して配設された揺動スクロールと、
第2渦巻歯が第2台板の上面に形成されて構成され、該第2渦巻歯が上記下渦巻歯と咬合するように上記揺動スクロールの下面側に相対して配設され、上記密閉容器内に下部空間を画成する第2固定スクロールと、
上記第1固定スクロールの第1軸受部と第2固定スクロールの第2軸受部とに軸支されて上記揺動スクロールの揺動軸受部を貫通して上記密閉容器内に上下方向に延設された主軸と、
上記主軸に外嵌状態に嵌着されて上記揺動軸受部に挿入され、該主軸の回転運動を揺動運動に変換して該揺動スクロールに伝達するクランク部を構成する円筒体のスライダと、
上記下部空間の底部に貯留された潤滑油と、を備え、
上記揺動スクロールが上記第1および第2固定スクロールに対して揺動運動して、上記揺動スクロールの上面側および下面側でそれぞれ冷媒を圧縮或いは膨張させるスクロール流体機械において、
一端が上記主軸の下端面に開口して該主軸内に上下方向に延設された給油通路と、
孔方向を上記主軸の軸心方向と直交する方向とし、上記給油通路と上記第1軸受部の下端側とを連通するように該主軸内に形成された軸受給油孔と、
上記第1軸受部に軸支される上記主軸の部位の外周壁面に形成された螺旋溝と、
上記スライダの外周壁面に上端から下端に至るように延設された第1切り欠き部と、
上記第2軸受部に軸支される上記主軸の部位の外周壁面に上端から下端に至るように延設された第2切り欠き部と、
上記主軸の軸心からの距離が該主軸の回転方向と逆方向に向かって漸次減少する螺旋状に、かつ上記第1切り欠き部と上記第2切り欠き部とを連通するように、上記スライダの下端面に凹設された連通溝と、
上記下部空間の底部に貯留された上記潤滑油を上記給油通路に送油する送油手段と、を備えていることを特徴とするスクロール流体機械。 - 密閉容器と、
上記密閉容器内に上部空間を画成するように配設され、第1渦巻歯が第1台板の下面に形成された第1固定スクロールと、
上渦巻歯および下渦巻歯が第3台板の両面に形成されて構成され、該上渦巻歯が上記第1渦巻歯と咬合するように上記第1固定スクロールの下面側に相対して配設された揺動スクロールと、
第2渦巻歯が第2台板の上面に形成されて構成され、該第2渦巻歯が上記下渦巻歯と咬合するように上記揺動スクロールの下面側に相対して配設され、上記密閉容器内に下部空間を画成する第2固定スクロールと、
上記第1固定スクロールの第1軸受部と第2固定スクロールの第2軸受部とに軸支されて上記揺動スクロールの揺動軸受部を貫通して上記密閉容器内に上下方向に延設された主軸と、
上記主軸に外嵌状態に嵌着されて上記揺動軸受部に挿入され、該主軸の回転運動を揺動運動に変換して該揺動スクロールに伝達するクランク部を構成する円筒体のスライダと、
上記下部空間の底部に貯留された潤滑油と、を備え、
上記揺動スクロールが上記第1および第2固定スクロールに対して揺動運動して、上記揺動スクロールの上面側および下面側でそれぞれ冷媒を圧縮或いは膨張させるスクロール流体機械において、
一端が上記主軸の下端面に開口して該主軸内に上下方向に延設された給油通路と、
孔方向を上記主軸の軸心方向と直交する方向とし、上記給油通路と上記第1軸受部の下端側とを連通するように該主軸内に形成された軸受給油孔と、
上記第1軸受部に軸支される上記主軸の部位の外周壁面に形成された螺旋溝と、
上記スライダの外周壁面に上端から下端に至るように延設された切り欠き部と、
上記主軸に外嵌状態に嵌着されて上記第2軸受部に挿入された円筒体のスリーブと、
上記主軸の軸心からの距離が該主軸の回転方向と逆方向に向かって漸次減少する螺旋状に、かつ上記第1切り欠き部と上記第2軸受部と上記スリーブとの間の隙間とを連通するように、上記スライダの下端面に凹設された連通溝と、
上記下部空間の底部に貯留された上記潤滑油を上記給油通路に送油する送油手段と、を備えていることを特徴とするスクロール流体機械。 - 密閉容器と、
上記密閉容器内に上部空間を画成するように配設され、第1渦巻歯が第1台板の下面に形成された第1固定スクロールと、
上渦巻歯および下渦巻歯が第3台板の両面に形成されて構成され、該上渦巻歯が上記第1渦巻歯と咬合するように上記第1固定スクロールの下面側に相対して配設された揺動スクロールと、
第2渦巻歯が第2台板の上面に形成されて構成され、該第2渦巻歯が上記下渦巻歯と咬合するように上記揺動スクロールの下面側に相対して配設され、上記密閉容器内に下部空間を画成する第2固定スクロールと、
上記第1固定スクロールの第1軸受部と第2固定スクロールの第2軸受部とに軸支されて上記揺動スクロールの揺動軸受部を貫通して上記密閉容器内に上下方向に延設された主軸と、
上記主軸に外嵌状態に嵌着されて上記揺動軸受部に挿入され、該主軸の回転運動を揺動運動に変換して該揺動スクロールに伝達するクランク部を構成する円筒体のスライダと、
上記下部空間の底部に貯留された潤滑油と、を備え、
上記揺動スクロールが上記第1および第2固定スクロールに対して揺動運動して、上記揺動スクロールの上面側および下面側でそれぞれ冷媒を圧縮或いは膨張させるスクロール流体機械において、
一端が上記主軸の下端面に開口して該主軸内に上下方向に延設された給油通路と、
孔方向を上記主軸の軸心方向と直交する方向とし、上記給油通路と上記第1軸受部の下端側とを連通するように該主軸内に形成された軸受給油孔と、
上記第1軸受部に軸支される上記主軸の部位の外周壁面に形成された螺旋溝と、
上記スライダの外周壁面に上端から下端に至るように延設された切り欠き部と、
上記主軸に外嵌状態に嵌着されて上記第2軸受部に挿入され、該主軸の軸心方向からみて外周壁面が上記切り欠き部の底面に接している円筒体のスリーブと、
上記下部空間の底部に貯留された上記潤滑油を上記給油通路に送油する送油手段と、を備えていることを特徴とするスクロール流体機械。 - 上記冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のスクロール流体機械。
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JP2016130491A (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 三菱重工業株式会社 | 回転軸機構およびポンプ |
CN118149065A (zh) * | 2024-05-10 | 2024-06-07 | 莱芜职业技术学院 | 一种用于机械液压传动的摇臂联动装置 |
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