JP2016173069A - スクロール圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定スクロールと、旋回スクロールと、両スクロールによって圧縮された流体が吐出される吐出ポート18とを備え、旋回スクロールの端板には、高さが渦巻状ラップ16Bの渦に沿ってその中心部側で高く外終端側で低くなるよう形成された端板側段差部が設けられ、固定スクロールの渦巻状ラップ15Bには、端板側段差部に対応し、高さが渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように形成された壁体側段差部が設けられたスクロール圧縮機において、固定スクロールの中心を挟んで正対する一対の圧縮室17A,17Bのうち、圧力が高い腹側圧縮室17Aが、圧力が低い背側圧縮室17Bよりも先に吐出ポート18に連通する。
【選択図】図4
Description
しかし、固定スクロール及び旋回スクロールの段差部の高さが異なる場合には、両スクロールの形状は同一とはならない。したがって、固定スクロールの中心を挟んで正対する一対の圧縮室の容積は各旋回角度にて常に等しくなるわけではないので、これらの圧縮室の圧力は異なるものとなる。
同様に、特許文献2のように、固定スクロールと旋回スクロールのうちのいずれか一方のスクロールの端板に端板側段差部が設けられ、他方のスクロールの渦巻状ラップに端板側段差部に対応したラップ側段差部が設けられた場合も、両スクロールの形状は同一ではない。したがって、固定スクロールの中心を挟んで正対する一対の圧縮室の容積は各旋回角度にて常に等しくなるわけではないので、これらの圧縮室の圧力は異なるものとなる。
特に、低い圧力比が要求される春のような中間期では、一方の圧縮室の過剰圧縮が顕著となる。
すなわち、本発明にかかるスクロール圧縮機は、端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有する固定スクロールと、端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有し、前記各壁体どうしを噛み合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロールと、両前記スクロールによって圧縮された流体が吐出される吐出ポートとを備え、両前記スクロールのいずれか一方の端板には、前記一側面に、高さが壁体の渦に沿ってその中心部側で高く外終端側で低くなるよう形成された端板側段差部が設けられ、両前記スクロールの他方の壁体には、前記端板側段差部に対応し、高さが渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように形成された壁体側段差部が設けられたスクロール圧縮機において、前記固定スクロールの中心を挟んで正対する一対の圧縮室のうち、圧力が高い方の前記圧縮室が、圧力が低い方の前記圧縮室よりも先に前記吐出ポートに連通することを特徴とする。
例えば、旋回スクロールに端板側段差部があり、固定スクロールに壁体側段差部がある場合には、固定スクロールの壁体を挟んで腹側(内周側)にある圧縮室の方を先に吐出ポートに連通する。
例えば、旋回スクロールの端板側段差部の方が固定スクロールの壁体側段差部よりも高さが大きい場合には、固定スクロールの壁体を挟んで腹側(内周側)にある圧縮室の方を先に吐出ポートに連通する。
例えば、旋回スクロールに端板側段差部があり、固定スクロールに壁体側段差部がある場合には、固定スクロールの壁体を挟んで腹側(内周側)にある圧縮室の方を先に抽出ポートに連通する。
例えば、旋回スクロールの端板側段差部の方が固定スクロールの壁体側段差部よりも高さが大きい場合には、固定スクロールの壁体を挟んで腹側(内周側)にある圧縮室の方を先に吐出ポートに連通する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図5を用いて説明する。
図1に示されているように、スクロール圧縮機1は、外郭を構成するハウジング2を備えている。このハウジング2は、前端側(図において左側)が開口され、後端側が密閉された円筒形状をなすものであり、前端側の開口にフロントハウジング3をボルト4で締め付け固定されることにより、内部に密閉空間を形成し、その密閉空間にスクロール圧縮機構5および駆動軸6が組み込まれるようになっている。
旋回スクロール16の端板16Aには、その高さが渦巻状ラップ16Bの渦に沿ってその中心部側で高く外終端側で低くなるよう形成された端板側段差部16Eが設けられている。具体的には、図2に示すように、旋回スクロール16の渦巻状ラップ16Bの巻き終わりの位置から180°の位置に、端板側段差部16Eが設けられている。
図3から分かるように、旋回角α1にて吸入締切が行われて最外周側に一対の圧縮室が形成された後、腹側圧縮室17Aと背側圧縮室17Bとが異なる容積で圧縮が進み、旋回角α2で同一容積となって吐出する旋回角まで圧縮が行われる。腹側圧縮室17Aは、背側圧縮室17Bに比べて、容積の変化割合(傾き)が大きいので、腹側圧縮室17Aの方が背側圧縮室17Bよりも高い圧力となり、腹側圧縮室17Aの吐出圧力が過大となるおそれがある。
また、吐出ポート18の形状の他の調整方法としては、図4(c)に示すように、腹側圧縮室17A及び背側圧縮室17Bが同時に開くように調整された吐出ポート18’の直径と同じ直径として、その中心位置を腹側圧縮室17A側、すなわち固定スクロール15の渦巻状ラップ15Bの巻きの外側(図において左側)に移動させても良い。あるいは、吐出ポート18の断面形状を円形とせずに長円や鍵穴形のような形状にして、先に腹側圧縮室17Aに連通するようにしてもよい。
固定スクロール15の中心を挟んで正対する一対の圧縮室17A,17Bのうちで圧力が高い方の腹側圧縮室17Aが、圧力が低い方の背側圧縮室17Bよりも先に吐出ポートに連通することとした。これにより、旋回スクロール16の端板16Aに段差部16Eが設けられ、他方の固定スクロール15の渦巻状ラップ15Bに段差部16Eに対応した段差部15Eが設けられ、固定スクロール15の中心を挟んで正対する一対の圧縮室17A,17Bの圧力が同一ではなくなる構成であっても、腹側圧縮室17Aの過剰圧縮を回避することができる。
具体的には、図5に示すように、背側圧縮室17Bが吐出ポート18に連通する旋回角α4よりも前の旋回角α3にて腹側圧縮室17Aが吐出ポート18に連通するため、旋回角α3以降では腹側圧縮室17Aがさらに圧縮されることはない。これにより、図5に示した略三角形の領域A1に相当するエネルギーが動力損となり圧縮効率を低下させることを回避することができる。
次に、本発明の第2実施形態について、図6〜図8を用いて説明する。
本実施形態は、第1実施形態に加えてバイパスポートを備えている点で異なる。したがって、第1実施形態と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略する。
これに対して、図7に示したように、両圧縮室17A,17Bが旋回角β2で同時にバイパスポート30A,30Bと連通を開始する場合には、図8に示すように、腹側圧縮室17Aが要求吐出圧力以上に過剰に圧縮されることになる。したがって、図8に示した略三角形の領域A2に相当するエネルギーが動力損となり圧縮効率を低下させることになる。
固定スクロール15の中心を挟んで正対する一対の圧縮室17A,17Bのうちで圧力が高い方の腹側圧縮室17Aが、圧力が低い方の背側圧縮室17Bよりも先にバイパスポート30Aに連通することとした。これにより、旋回スクロール16の端板16Aに段差部16Eが設けられ、他方の固定スクロール15の渦巻状ラップ15Bが段差部16Eに対応した段付き形状15Eとされ、固定スクロール15の中心を挟んで正対する一対の圧縮室17A,17Bの圧力が同一ではなくなる構成であっても、腹側圧縮室17Aの過剰圧縮を回避することができる。
15 固定スクロール
16 旋回スクロール
15A,16A 端板
15B,16B 渦巻状ラップ
15C,16C 歯先面
15D,16D 歯底面
15E ラップ側段差部(壁体側段差部)
16E 端板側段差部
17 圧縮室
17A 腹側圧縮室
17B 背側圧縮室
30A,30B バイパスポート(抽出ポート)
Claims (4)
- 端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有する固定スクロールと、
端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有し、前記各壁体どうしを噛み合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロールと、
両前記スクロールによって圧縮された流体が吐出される吐出ポートと、
を備え、
両前記スクロールのいずれか一方の端板には、前記一側面に、高さが壁体の渦に沿ってその中心部側で高く外終端側で低くなるよう形成された端板側段差部が設けられ、
両前記スクロールの他方の壁体には、前記端板側段差部に対応し、高さが渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように形成された壁体側段差部が設けられたスクロール圧縮機において、
前記固定スクロールの中心を挟んで正対する一対の圧縮室のうち、圧力が高い方の前記圧縮室が、圧力が低い方の前記圧縮室よりも先に前記吐出ポートに連通することを特徴とするスクロール圧縮機。 - 端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有する固定スクロールと、
端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有し、前記各壁体どうしを噛み合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロールと、
両前記スクロールによって圧縮された流体が吐出される吐出ポートと、
を備え、
両前記スクロールのそれぞれの端板には、前記一側面に、高さが壁体の渦に沿ってその中心部側で高く外終端側で低くなるよう形成された端板側段差部が設けられ、
両前記スクロールのそれぞれの壁体には、前記端板側段差部に対応し、高さが渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように形成された壁体側段差部が設けられ、
対応する前記端板側段差部と前記壁体側段差部の高さが異なるスクロール圧縮機において、
前記固定スクロールの中心を挟んで正対する一対の圧縮室のうち、圧力が高い方の前記圧縮室が、圧力が低い方の前記圧縮室よりも先に前記吐出ポートに連通することを特徴とするスクロール圧縮機。 - 端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有する固定スクロールと、
端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有し、前記各壁体どうしを噛み合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロールと、
両前記スクロールによって圧縮された流体が吐出される吐出ポートと、
前記吐出ポートから流体が吐出するよりも先に、所定圧力以上の流体を吐出する抽出ポートと、
を備え、
両前記スクロールのいずれか一方の端板には、前記一側面に、高さが壁体の渦に沿ってその中心部側で高く外終端側で低くなるよう形成された端板側段差部が設けられ、
両前記スクロールの他方の壁体には、前記端板側段差部に対応し、高さが渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように形成された壁体側段差部が設けられたスクロール圧縮機において、
前記固定スクロールの中心を挟んで正対する一対の圧縮室のうち、圧力が高い方の前記圧縮室が、圧力が低い方の前記圧縮室よりも先に前記抽出ポートに連通することを特徴とするスクロール圧縮機。 - 端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有する固定スクロールと、
端板の一側面に立設された渦巻状の壁体を有し、前記各壁体どうしを噛み合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロールと、
両前記スクロールによって圧縮された流体が吐出される吐出ポートと、
前記吐出ポートから流体が吐出するよりも先に、所定圧力以上の流体を吐出する抽出ポートと、
を備え、
両前記スクロールのそれぞれの端板には、前記一側面に、高さが壁体の渦に沿ってその中心部側で高く外終端側で低くなるよう形成された端板側段差部が設けられ、
両前記スクロールのそれぞれの壁体には、前記端板側段差部に対応し、高さが渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように形成された壁体側段差部が設けられ、
前記端板側段差部の高さと前記壁体側段差部の高さが異なるスクロール圧縮機において、
前記固定スクロールの中心を挟んで正対する一対の圧縮室のうち、圧力が高い方の前記圧縮室が、圧力が低い方の前記圧縮室よりも先に前記抽出ポートに連通することを特徴とするスクロール圧縮機。
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