JP2014088848A - ヘリウム用密閉型スクロール圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸入室と油注入用ポートとが旋回スクロール外側曲線と固定スクロール内側曲線とで形成する旋回外側の吸入作動室を介してある一定の旋回角度範囲にて連通し、一方、旋回スクロール内側曲線と固定スクロール外側曲線とで形成する旋回内側の吸入作動室と前記吸入室とが該油注入用ポートと連通しない位置となるように、該油注入用ポートの開口部を固定スクロール部の歯溝底面に設定する。
【選択図】 図1
Description
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
作動ガスがヘリウムガスであり、
密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電動機部とが収納されるとともに、
前記スクロール圧縮機部は、固定側板部に渦巻状のラップを直立する固定スクロールと旋回スクロールとがそれぞれのラップを互いにかみ合わせることで圧縮室を構成し、
前記旋回スクロールは、回転軸に連設する偏心機構に係合するとともに自転することなく固定スクロールに対し旋回運動し、
前記固定スクロールには中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口が設けられ、
該吸入口より吸入された前記ヘリウムガスは、前記圧縮室を中心部に移動することで圧縮された後、前記吐出口より吐出され、
前記ヘリウムガスを冷却するための油インジェクション管を前記密閉容器に貫通して前記固定側板部に設けた油注入用ポートに接続したヘリウム用密閉型スクロール圧縮機において、
前記両スクロールラップ終端部にある吸入室と前記油注入用ポートとが旋回スクロール外側曲線と固定スクロール内側曲線とで形成する旋回外側の吸入作動室を介してある一定の旋回角度範囲にて連通し、
旋回スクロール内側曲線と固定スクロール外側曲線とで形成する旋回内側の吸入作動室と前記吸入室とが該油注入用ポートと連通しない位置となるように該油注入用ポートの開口部を前記固定スクロール部の歯溝底面に設けたものである。
前記油注入用ポートの開口部が円形状であって、その穴径が前記旋回スクロールのラップ厚さより大きく設定されたことが望ましい。
また、前記油注入用ポートの開口部の中心位置が、固定スクロール内側曲線のラップ巻終り端部に対して、スクロールラップ巻き角度にしておよそ(2π/3)rad(π:円周率)内周側に位置したことが望ましい。
さらに、吸入圧力Psと前記固定スクロール及び前記旋回スクロールで形成される圧縮室の設定容積比Vrとの比(Ps/Vr)が0.7〜1.2 (MPaG)の範囲にあることが望ましい。
(1)本発明の油注入用ポート構造により、吸入過程において周辺部からの加熱の影響を受けやすい、片側の旋回外側の吸入作動室側の油インジェクションによりガス冷却が促進されるので、必要とする低い運転圧力比条件のPd/Ps=1.6前後においても、高い体積効率と圧縮室間の内部漏れ量が低下し、圧縮動力の低減効果が得られる。
(2)高い吸入圧力条件の設定により、高いガス流量が得られるとともに、圧縮機の小形化が可能となり、製造コストが有利となる。また、ガス流量の制御幅が大きく取れるので、省エネルギー効果が大きく向上する。
(3)設定容積比と吸入圧力との最適な関係に設定するため、必要とする低い運転圧力比条件のPd/Ps=1.6前後において、従来機に対してHe成績係数が飛躍的に向上できるので、省エネルギー効果が極めて高くなる。
(4)圧縮動力が低減すると、軸受部等の摺動部に作用する荷重が低減するため、圧縮機全体の信頼性が向上する。また軸受荷重の低減により、ころがり軸受(40)の長寿命化が図れる効果がある。
とにより形成される。旋回内側圧縮室(内線室)8bは、旋回スクロールラップの内側曲線662と固定スクロールラップ外側曲線562とにより形成される。
なお、歯溝寸法(図2のDt寸法)は次式で与えられる。
Dt=2×εth+t
ここで、 εth : 旋回半径
t : ラップ厚さ
上記旋回外側の吸入作動室8cと旋回内側の吸入作動室8dは、吸入行程時の作動空間であり、吸入容積に関係する空間である。
ここで、λ1s:点65のラップ巻き終り角度
(インボリュート伸開角)
λSs:点61のラップ巻き始め角度
(インボリュート伸開角)
π:円周率
α:旋回半径εthとスクロールラップの基礎円半径aの
比(=εth/a)
設定容積比Vrsとは、旋回外側圧縮室8aの最大吸い込み容積となる行程容積Vthsを圧縮室の吐出行程直前の旋回外側圧縮室8a側の最内室の容積Vd1で除した値である。一方、旋回スクロールラップ内側曲線662と固定スクロールラップ内側曲線562とにより形成される旋回内側圧縮室8bにて設定される設定容積比Vrkは、上記Vrsと同等である。なお、旋回スクロール6のラップ終端部6kの点64と点65は円弧半径R4にてなめらかに接続している。ラップ始端部の点61、点60と点65はそれぞれ凸部形状の円弧半径Rsと凹部形状の円弧半径R3にてなめらかに接続している。6dは圧縮室8a、8bと背圧室36を連絡する中間圧穴で、穴6fと横穴6hは圧縮室8bと側部空間6m(図1参照)を連絡する横穴通路である。
Claims (5)
- 作動ガスがヘリウムガスであり、
密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電動機部とが収納されるとともに、
前記スクロール圧縮機部は、固定側板部に渦巻状のラップを直立する固定スクロールと旋回スクロールとがそれぞれのラップを互いにかみ合わせることで圧縮室を構成し、
前記旋回スクロールは、回転軸に連設する偏心機構に係合するとともに自転することなく固定スクロールに対し旋回運動し、
前記固定スクロールには中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口が設けられ、
該吸入口より吸入された前記ヘリウムガスは、前記圧縮室を中心部に移動することで圧縮された後、前記吐出口より吐出され、
前記ヘリウムガスを冷却するための油インジェクション管を前記密閉容器に貫通して前記固定側板部に設けた油注入用ポートに接続したヘリウム用密閉型スクロール圧縮機において、
前記両スクロールラップ終端部にある吸入室と前記油注入用ポートとが旋回スクロール外側曲線と固定スクロール内側曲線とで形成する旋回外側の吸入作動室を介してある一定の旋回角度範囲にて連通し、
旋回スクロール内側曲線と固定スクロール外側曲線とで形成する旋回内側の吸入作動室と前記吸入室とが該油注入用ポートと連通しない位置となるように該油注入用ポートの開口部を前記固定スクロール部の歯溝底面に設けたことを特徴とするヘリウム用密閉型スクロール圧縮機。 - 請求項1に記載のヘリウム用密閉型スクロール圧縮機において、
前記吸入室と前記油注入用ポートとが旋回スクロール外側曲線と固定スクロール内側曲線とで形成する旋回外側の吸入作動室を介して連通する旋回角度範囲が約180度であり、
前記油注入用ポートの開口部が円形状であって、その穴径が前記旋回スクロールのラップ厚さより大きく設定されたことを特徴とするヘリウム用密閉型スクロール圧縮機。 - 請求項2に記載のヘリウム用密閉型スクロール圧縮機において、
前記油注入用ポートの開口部の中心位置が、固定スクロール内側曲線のラップ巻終り端部に対して、スクロールラップ巻き角度にしておよそ(2π/3)rad(π:円周率)内周側に位置したことを特徴とするヘリウム用密閉型スクロール圧縮機。 - 請求項1に記載のヘリウム用密閉型スクロール圧縮機において、
吸入圧力を1.5MPaGから1.8MPaGの範囲に、吐出圧力を2.8MPaGから3.1MPaGの範囲に設定したことを特徴とするヘリウム用密閉型スクロール圧縮機。 - 請求項1〜4の何れかに記載のヘリウム用密閉型スクロール圧縮機において、
吸入圧力Psと前記固定スクロール及び前記旋回スクロールで形成される圧縮室の設定容積比Vrとの比(Ps/Vr)が0.7〜1.2 (MPaG)の範囲にあることを特徴とするヘリウム用密閉型スクロール圧縮機。
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