JP2516772Y2 - スクロール流体機械 - Google Patents

スクロール流体機械

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JP2516772Y2
JP2516772Y2 JP12024790U JP12024790U JP2516772Y2 JP 2516772 Y2 JP2516772 Y2 JP 2516772Y2 JP 12024790 U JP12024790 U JP 12024790U JP 12024790 U JP12024790 U JP 12024790U JP 2516772 Y2 JP2516772 Y2 JP 2516772Y2
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【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は冷凍空調装置の圧縮機等として用いられるス
クロール流体機械に関するものである。
〔従来の技術〕
第9図は密閉型冷凍空調用スクロール圧縮機の断面図
である。図において密閉ハウジング8の内部にはその上
部にスクロール型流体圧縮機構Cが、下部に電動モータ
Mが配設されている。
スクロール型流体圧縮機構Cは固定スクロール1、旋
回スクロール2、旋回スクロール2の公転旋回運動を許
容するがその自転を阻止するオルダムリング等の自転阻
止部材3、固定スクロール1及び電動モータMが締結さ
れるフレーム6、回転シャフト5を軸支する上部軸受31
及び下部軸受32、旋回スクロール2を支持する旋回軸受
33及びスラスト軸受34等からなる。
固定スクロール1は端板11とその内面に立設されたう
ず巻き状ラップ12とを備え、このうず巻き状ラップ12の
先端面にはチップシール10が嵌挿されている。そして、
端板11には吐出ポート13及びこれを開閉する吐出弁17が
設けられている。
旋回スクロール2は端板21とこの内面に立設されたう
ず巻き状ラップ22とを備え、このうず巻き状ラップ22の
先端面にはチップシール20が嵌挿されている。そして、
端板21の外面に立設されたボス23内には回転シャフト5
の上端から突出する偏心ピン53が嵌合され、この偏心ピ
ン53は旋回軸受33を介してボス23に軸支されている。
固定スクロール1と旋回スクロール2は、第10図に示
すように、相互に公転半径だけ偏心し、かつ、180°の
角度ずれを持って噛み合わされる。すると、うず巻き状
ラップ12とうず巻き状ラップ22の側面がA,A′,B,B′で
密接し、チップシール10が端板21の内面に密接し、チッ
プシール20が端板11の内面に密接することによって、点
対称に複数個の密閉空間24が形成される。そして、旋回
スクロール2が自転阻止部材3により自転を阻止されな
がら公転半径上を公転旋回運動すると、固定スクロール
1と旋回スクロール2は第10図(A),(B),
(C),(D)の順に相対変位する。
ハウジング8内底部に貯留された潤滑油41は回転シャ
フト5内下部に設けられたポンプ51によって吸い上げら
れ、給油孔52を通って下部軸受32、偏心ピン53、上部軸
受31、自転阻止部材3、旋回軸受33、スラスト軸受34等
を潤滑した後、室54、排油孔55を経て排出され、ハウジ
ング8の底部に貯留される。
吸入ガスは吸入管42を経てハウジング8内に入り、電
動モータMを冷却した後、フレーム6に穿設された通路
44を通り固定スクロール1に設けられた吸入通路15から
吸入室16を経て密閉空間24内に吸入される。そして、旋
回スクロール2の公転旋回運動により密閉空間24の容積
が減少するのに伴って圧縮されながら中央部に至り、吐
出ポート13を通り吐出弁17を押し開いて吐出キャビティ
14に吐出され、更に、吐出管43を経て外部に吐出され
る。なお、25は回転シャフト5の上端に取り付けられた
バランスウェイトである。
自転阻止部材3は、第11図に示すように、旋回スクロ
ール2の端板21の下面に穿設されたキー溝62に摺動自在
に嵌合する一双の旋回側キー3aとフレーム6の上面に穿
設されたキー溝66に摺動自在に嵌合する一双の固定側キ
ー3bと、これらキー3a及び3bを一体的に結合するリング
3cからなっている。そして、一双の旋回側キー3aはリン
グ3cの中心を通る直径上に伸長し、この中心を通りこの
直径と直交する直径上に一双の固定側キー3bが伸長して
いる。回転シャフト5が回転すると、旋回側キー3aはキ
ー溝62内をA矢方向に往復動し、固定側キー3bはキー溝
66内をB矢方向に往復動する。
第12図は従来のチップシールと端板の密接部の断面図
である。密閉空間24のガスのシールは第10図(A)に示
すように、ラップ側面の密接部(A,A′,B,B′)とチッ
プシールと端板の密接部で行なわれている。第12図はこ
のシール部の拡大断面図である。図において、固定スク
ロールのうず巻き状ラップ12より内方側の密閉空間24は
高圧空間Hとなっており、旋回スクロールのうず巻き状
ラップ22より外方側の密閉空間24は中間圧力空間Lとな
っている。うず巻き状ラップ22の先端にはチップシール
溝71が設けられており、チップシール20が嵌挿されてい
る。チップシール20とチップシール溝71との間のすきま
空間部Eには高圧空間Hのガスが入り、ガス圧力により
チップシール20を固定スクロールの端板11に押し付け、
シール作用をしている。
〔考案が解決しようとする課題〕
(1)第12図において、うず巻き状ラップの先端と端
板とは直接接触を生じないようにすきまを設けている
が、そのために旋回スクロールのうず巻き状ラップ先端
と固定スクロールの端板との間に高圧区間Hのガス漏れ
通路Fが形成される。すきまが大きくなると漏れ通路F
からのガス漏れが多くなり、性能低下となるため、すき
ま管理を厳しく行なう必要がある。
(2)第12図において、チップシール20の摩耗が進むと
チップシール溝71とチップシール20の背面とのすきま空
間部Eが多くなり、すきま空間部Eからのガス漏れが大
となり性能低下を生じる。
(3)第12図において、ラップ先端のチップシール溝部
の根元72には、高圧空間Hのガス圧力と中間圧空間Lの
ガス圧力とのガス差圧により繰返し曲げ応力を受けるこ
とになり、材料の疲労損傷が問題となり、高疲労強度の
高級材を使用せざるを得ない。
本考案は、ラップ先端部のシール構造を改善し、ガス
漏れが生じないようにすると共に、ガス差圧による材料
の疲労損傷も生じないようにしようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本考案は前記課題を解決したものであって、端板にう
ず巻き状ラップを立設して形成された一対の固定スクロ
ールと旋回スクロールとを角度をずらして噛合わせ、固
定スクロールを固定し、旋回スクロールを公転旋回させ
るスクロール流体機械において、前記固定スクロールと
旋回スクロールの端板のラップ立設面に、それぞれラッ
プうず巻き方向に沿って1条以上の溝を連続的または断
続的に設け、同溝を覆うようにラップの間にうず巻き状
薄板をそれぞれ相手方のうず巻き状ラップの先端と相対
するように嵌装し、かつ前記の溝の中に溝のうず巻き方
向に沿う内方側起点部の流体を導入するようにしたこと
を特徴とするスクロール流体機械に関するものである。
〔作用〕
薄板と端板に設けた溝との間の空間に導入された高圧
ガスは、薄板の背面に高圧が作用するため、薄板を相手
ラップ先端に押し付ける作用をし、シール作用を行な
う。
〔実施例〕
第1図は本考案の一実施例の断面図である。図におい
て、1は固定スクロール、11は同固定スクロールの端
板、12は同固定スクロールのうず巻き状ラップ、13は固
定スクロールの端板11に設けられた吐出ポート、2は旋
回スクロール、21は同旋回スクロールの端板、22は同旋
回スクロールのうず巻き状ラップ、81は固定スクロール
の端板11に設けられた高圧ガス導入溝、82は固定スクロ
ールの端板11と旋回スクロールのうず巻き状ラップ22の
先端との間に挿入された薄板、83は旋回スクロールの端
板21に設けられた高圧ガス導入溝、84は旋回スクロール
の端板21と固定スクロールのうず巻き状ラップ12の先端
との間に挿入された薄板である。端板11のうず巻き状ラ
ップ12の底部の形状と薄板82の形状とは、薄板82の側面
から端板11の方の背面側へのガス流入量を抑制するた
め、ほぼ同様の形状となっている。
第2図は、同実施例の固定スクロール1の端板端面に
うず巻き状ラップ12に沿って単列の連続した高圧ガス導
入溝81を設け、薄板82を挿入した状態を示す平面図であ
る。本例では高圧ガスは吐出ポート13から導入されてい
る。
第3図は、同実施例の旋回スクロール2の端板端面に
うず巻き状ラップ22に沿って単列の連続した高圧ガス導
入溝83を設け、薄板84を挿入した状態を示す平面図であ
る。85は薄板84に設けられたガス導入孔である。高圧ガ
ス導入溝83への高圧ガスの導入はこのガス導入孔85より
行なわれる。
第4図は、固定スクロール1に設けられた高圧ガス導
入溝の他の実施例の平面図である。81′は追加して設け
られた高圧ガス導入溝である。86は薄板82に設けられた
追加のガス導入孔である。上記変更に伴って、高圧ガス
導入溝81は全長が短くなっている。本例は、第2図の連
続した高圧ガス導入溝を断続的にした例である。高圧ガ
ス導入溝81への高圧ガスは吐出ポート13から導入される
が、次の高圧ガス導入溝81′への高圧ガスは薄板82に設
けたガス導入孔86より導入される。第5図は、旋回スク
ロール2に設けられた高圧ガス導入溝の他の実施例の平
面図である。83′及び83″は追加して設けられた高圧ガ
ス導入溝である。85′および85″は薄板84に設けられた
追加のガス導入孔である。上記変更に伴って、高圧ガス
導入溝83は全長が短くなっている。本例は、第3図の連
続した高圧ガス導入溝を3本に分割した例である。高圧
ガス導入溝83,83′および83″への高圧ガスは、薄板84
に設けたガス導入孔85,85′および85″よりそれぞれ導
入される。
高圧ガス導入溝は単列の連続或いは断続としてもよい
し、また複数列の連続あるいは断続としてもよい。
第6図に固定スクロールのラップ12と旋回スクロール
のラップ22の噛合状態を示し、さらに図中の点線80は固
定スクロール端板11に高圧ガス導入溝の中心を示してい
る。第6図では密閉空間は中央部の高圧空間H、中間圧
空間L、および低圧空間Iに分かれている。シール作用
を図中のG−G部分について説明する。第6図のG−G
部分の断面を示した図が第7図であり、第7図のガス圧
力分布を示した図が第8図である。第7図では端板11に
高圧ガス導入溝81を設け、端板11と旋回スクロールのラ
ップ22との間に薄板82を挿入している。第8図は薄板82
との背面には高圧空間Hから導入した高圧ガス圧力PH
作用しており、薄板82の圧縮室側の面には高圧空間Hの
ガス圧力PH、中間圧空間Lのガス圧力PLおよび相手ラッ
プ先端との摺接面にはPHとPLとの間の圧力が作用してい
る。第8図からわかるようにガス圧力の差による荷重で
薄板は相手ラップ先端に押し付けられることになりシー
ル作用を行なう。
以上詳述した各実施例によって、次のような効果がも
たらされる。
(1)ラップ先端と端板とのすきまが無くなるためシー
ル性能が向上する。また薄板がラップ先端に押し付けら
れるためラップ噛丈の寸法管理の許容値が増加する。
(2)ラップ先端と摺接する薄板は、たとえ摩耗が生じ
ても薄板背面からのガス圧力がラップ先端との接触を維
持する機構となっているので、性能を維持することがで
きる。
(3)ラップ先端が平面となるため、従来例のようにチ
ップシール溝を設けたことによる材料の疲労強度の問題
もなく、スクロール材料選択の枠が拡大する。
(4)薄板に樹脂コーティング等を施すと樹脂層の変形
でラップ間に挿入した薄板の側面とラップ面とのすきま
を小さくでき、ガス漏れを少なくすることができる。樹
脂板でも同様である。
(5)高圧ガス導入溝を断続にすると、高圧ガスのガス
導入溝を経由して低圧側へ漏れることを少なくすること
ができ、さらに性能を向上させることができる。
〔考案の効果〕
本考案のスクロール流体機械においては、固定スクロ
ールと旋回スクロールの端板のラップ立設面に、それぞ
れラップうず巻き方向に沿って1条以上の溝を連続的ま
たは断続的に設け、同溝を覆うようにラップの間にうず
巻き状薄板をそれぞれ相手方のうず巻き状ラップの先端
と相対するように嵌装し、かつ前記の溝の中に溝のうず
巻き方向に沿う内方側起点部の流体を導入するようにし
てあるので、ガス漏れが生じず、かつ材料疲労損傷の問
題も起らないので、スクロール流体機械の性能を向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例の断面図、第2図は同実施例
の固定スクロールの平面図、第3図は同実施例の旋回ス
クロールの平面図、第4図は本考案の固定スクロールの
他の実施例の平面図、第5図は本考案の旋回スクロール
の他の実施例の平面図、第6図は上記各実施例における
ラップ噛合い、高圧ガス導入溝の平面図、第7図は上記
各実施例におけるラップ先端、薄板、端板の断面図、第
8図は第7図におけるガス圧力分布図、第9図は密閉型
冷凍空調用スクロール圧縮機の断面図、第10図はスクロ
ール圧縮機の作動原理説明図、第11図は上記スクロール
圧縮機の自転阻止部の平面図、第12図は従来のチップシ
ール部の拡大断面図である。 1……固定スクロール、2……旋回スクロール、3……
自転阻止部材、5……回転シャフト、6……フレーム、
8……密閉ハウジング、10……チップシール、11……固
定スクロールの端板、12……うず巻き状ラップ、13……
吐出ポート、14……吐出キャビティ、15……吸入通路、
16……吸入室、17……吐出弁、20……チップシール、21
……旋回スクロールの端板、22……うず巻き状ラップ、
23……ボス、24……密閉空間、25……バランスウェイ
ト、31……上部軸受、32……下部軸受、33……旋回軸
受、34……スラスト軸受、41……潤滑油、42……吸入
管、43……吐出管、44……通路、51……ポンプ、52……
給油孔、53……ピン、54……室、55……排油孔、62……
キー溝、66……キー溝、71……チップシール溝、72……
チップシール溝の根元、80……高圧ガス導入溝の中心、
81,81′……高圧ガス導入溝、82……薄板、83,83′,8
3″……高圧ガス導入溝、84……薄板、85,85′,85″…
…ガス導入孔、86……ガス導入孔、A,A′:密接部、B,
B′:密接部、M:電動モータ、C:スクロール型流体機
構、H:高圧空間、L:中間圧力空間、E:すきま空間、F:漏
れ通路、I:低圧空間。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】端板にうず巻き状ラップを立設して形成さ
    れた一対の固定スクロールと旋回スクロールとを角度を
    ずらして噛合わせ、固定スクロールを固定し、旋回スク
    ロールを公転旋回させるスクロール流体機械において、
    前記固定スクロールと旋回スクロールの端板のラップ立
    設面に、それぞれラップうず巻き方向に沿って1条以上
    の溝を連続的または断続的に設け、同溝を覆うようにラ
    ップの間にうず巻き状薄板をそれぞれ相手方のうず巻き
    状ラップの先端と相対するように嵌装し、かつ前記の溝
    の中に溝のうず巻き方向に沿う内方側起点部の流体を導
    入するようにしたことを特徴とするスクロール流体機
    械。
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