JP3170142B2 - スクロール型流体機械 - Google Patents
スクロール型流体機械Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
- F04C18/0223—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving with symmetrical double wraps
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/0021—Systems for the equilibration of forces acting on the pump
- F04C29/0035—Equalization of pressure pulses
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍空調機用、冷蔵庫
用等の冷媒圧縮機あるいは空気圧縮機として用いられ、
液冷媒、ガス冷媒さらには液とガスの二層流等の流体に
使用されるスクロール型圧縮機に関し、特には幅広く使
用されているスクロール型流体機械の高性能で信頼性の
高い旋回、固定スクロールのラップ構成の改良に関する
ものである。
用等の冷媒圧縮機あるいは空気圧縮機として用いられ、
液冷媒、ガス冷媒さらには液とガスの二層流等の流体に
使用されるスクロール型圧縮機に関し、特には幅広く使
用されているスクロール型流体機械の高性能で信頼性の
高い旋回、固定スクロールのラップ構成の改良に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、冷凍空調技術の向上は目覚まし
く、従来では考えられない冷凍サイクルを用いた空調機
が開発されてきており、これに伴って各要素の使用条件
が一段ときびしくなり要素の信頼性は冷凍サイクルの重
要な課題となってきた。例えば、蓄熱式を用いた空調機
では深夜電力を利用して、冷媒配管の周りの水槽の水を
冷却し氷らせ、昼間の冷房に氷で冷却された液冷媒を流
体機械を用いて循環させ空調を行う方式があるが、この
方式では非圧縮性の液冷媒を圧送するため流体機械から
の吐出流体が脈動を生じやすく、この脈動をなくして円
滑に移送する流体機械が必要である。さらには、高層ビ
ルの空調装置において、冷媒圧縮機から吐出される吐出
圧力では配管が長いために、ヘッドロスが生じて冷媒循
環量が急激に減少し性能が低下する欠点があった。そこ
で、性能向上を図るために液冷媒配管内に設置した流体
機械が、液冷媒を流送するのに使用され始めてきた。
く、従来では考えられない冷凍サイクルを用いた空調機
が開発されてきており、これに伴って各要素の使用条件
が一段ときびしくなり要素の信頼性は冷凍サイクルの重
要な課題となってきた。例えば、蓄熱式を用いた空調機
では深夜電力を利用して、冷媒配管の周りの水槽の水を
冷却し氷らせ、昼間の冷房に氷で冷却された液冷媒を流
体機械を用いて循環させ空調を行う方式があるが、この
方式では非圧縮性の液冷媒を圧送するため流体機械から
の吐出流体が脈動を生じやすく、この脈動をなくして円
滑に移送する流体機械が必要である。さらには、高層ビ
ルの空調装置において、冷媒圧縮機から吐出される吐出
圧力では配管が長いために、ヘッドロスが生じて冷媒循
環量が急激に減少し性能が低下する欠点があった。そこ
で、性能向上を図るために液冷媒配管内に設置した流体
機械が、液冷媒を流送するのに使用され始めてきた。
【０００３】これまで高圧下で使われている流体機械に
は、実開昭５８ー１０４３７６号公報等のように軸受摺
動面部分が少ないものや、荷重も小さいマグネット駆動
型が主流構造である。その後の公開として、特開平２ー
６４２８４などの構造が良く知られており、比較的大き
な容量の流体機械はロータリあるいはスクロール型とな
っている。
は、実開昭５８ー１０４３７６号公報等のように軸受摺
動面部分が少ないものや、荷重も小さいマグネット駆動
型が主流構造である。その後の公開として、特開平２ー
６４２８４などの構造が良く知られており、比較的大き
な容量の流体機械はロータリあるいはスクロール型とな
っている。
【０００４】スクロール型冷媒圧縮機では、特開昭５９
ー１１０８８７などの構造がよく知られている。図７
は、従来のスクロール型流体機械の構造断面を示し、構
造の詳細については、図８から図１２に示す。図８は、
スクロ−ル型ポンプ部で、旋回スクロール部と固定スク
ロール部の組合せ断面を示し、図９は、スクロール型流
体機械における旋回スクロールと固定スクロールの間に
設けられた自転防止機構の一例であるオルダムリングを
示し、該オルダムリングにより旋回スクロールが自転す
ることなく旋回運動をすることを可能とするが、オルダ
ムリングに限らず偏心ピン等の公知の自転防止機構が使
用される。図１０は前記オルダムリングの固定、旋回ス
クロール部材間における組込取付け断面位置を示す。図
１１は固定スクロール部材の平面形状を示し、図１２は
旋回スクロール及びオルダムリングの取付け構造を示
す。図７乃至図１２に示される同一の部材には、同一番
号が付されている。
ー１１０８８７などの構造がよく知られている。図７
は、従来のスクロール型流体機械の構造断面を示し、構
造の詳細については、図８から図１２に示す。図８は、
スクロ−ル型ポンプ部で、旋回スクロール部と固定スク
ロール部の組合せ断面を示し、図９は、スクロール型流
体機械における旋回スクロールと固定スクロールの間に
設けられた自転防止機構の一例であるオルダムリングを
示し、該オルダムリングにより旋回スクロールが自転す
ることなく旋回運動をすることを可能とするが、オルダ
ムリングに限らず偏心ピン等の公知の自転防止機構が使
用される。図１０は前記オルダムリングの固定、旋回ス
クロール部材間における組込取付け断面位置を示す。図
１１は固定スクロール部材の平面形状を示し、図１２は
旋回スクロール及びオルダムリングの取付け構造を示
す。図７乃至図１２に示される同一の部材には、同一番
号が付されている。
【０００５】以下、図７から図番の番号順に説明する。
図７において主な部材について説明すると、５１は従来
の流体機械の本体又は密閉容器を示し、５２は圧縮機
部、５３はモータ部、５４はクランク軸、５５はロー
タ、５６は固定スクロール、５７は旋回スクロール、５
８はフレーム、５９は吸入管、６０は吐出管、７１はオ
ルダムリング、７６はモータ電源端子、７８はバランス
ウェイトを示す。次に、液冷媒を移送する場合の動作に
ついて説明する。電源端子７６に電源が通電されてモー
タ部のロータ５５が回転すると、ロータ５５に直結され
ているクランク軸５４が回転する。クランク軸５４の先
端部に片持ち式に装着された旋回スクロール５７が旋回
されることにより、旋回スクロール５７の外周側から内
側へと吸入管５９から入った液冷媒は容積の変化せずし
て送られ、固定スクロール５６中心から押し出され、吐
出管６０から外部の冷凍、空調装置に圧送される。
図７において主な部材について説明すると、５１は従来
の流体機械の本体又は密閉容器を示し、５２は圧縮機
部、５３はモータ部、５４はクランク軸、５５はロー
タ、５６は固定スクロール、５７は旋回スクロール、５
８はフレーム、５９は吸入管、６０は吐出管、７１はオ
ルダムリング、７６はモータ電源端子、７８はバランス
ウェイトを示す。次に、液冷媒を移送する場合の動作に
ついて説明する。電源端子７６に電源が通電されてモー
タ部のロータ５５が回転すると、ロータ５５に直結され
ているクランク軸５４が回転する。クランク軸５４の先
端部に片持ち式に装着された旋回スクロール５７が旋回
されることにより、旋回スクロール５７の外周側から内
側へと吸入管５９から入った液冷媒は容積の変化せずし
て送られ、固定スクロール５６中心から押し出され、吐
出管６０から外部の冷凍、空調装置に圧送される。
【０００６】図８は、圧縮機部である旋回スクロール５
７と固定スクロール５６の組み合せ構造の断面図を示
し、矢印の旋回方向に運動すると、旋回スクロール５７
と固定スクロール５６のラップの噛み合いにより容積変
化し、吸入管５９から液冷媒が入り、吐出管６０か外へ
吐出される。図９は、圧縮機部における旋回スクロール
と固定スクロール間の自転防止のオルダムリングの構成
を示し、オルダムリング７１は矢印方向に往復運動す
る。オルダムリング７１の凸部７１ｂは旋回スクロール
５７の案内溝に挿入されガイドされ、１対の凸部７１ｂ
に対し直角に配置されたオルダムリング７１の１対の凸
部７１ａは固定スクロール５６の案内溝に挿入されガイ
ドされる。オルダムリング７１の取付け縦断面を図１０
に示す。オルダムリング７１の上部側に旋回スクロール
５７の案内溝５７ｂが位置し、下部側にフレーム固定部
５２ａ、案内溝５６ａが位置し、オルダムリングの凸部
７１ａは凹部溝５７ｂに挿入され、オルダムリングの凸
部７１ｂは溝５６ａに挿入されている。
７と固定スクロール５６の組み合せ構造の断面図を示
し、矢印の旋回方向に運動すると、旋回スクロール５７
と固定スクロール５６のラップの噛み合いにより容積変
化し、吸入管５９から液冷媒が入り、吐出管６０か外へ
吐出される。図９は、圧縮機部における旋回スクロール
と固定スクロール間の自転防止のオルダムリングの構成
を示し、オルダムリング７１は矢印方向に往復運動す
る。オルダムリング７１の凸部７１ｂは旋回スクロール
５７の案内溝に挿入されガイドされ、１対の凸部７１ｂ
に対し直角に配置されたオルダムリング７１の１対の凸
部７１ａは固定スクロール５６の案内溝に挿入されガイ
ドされる。オルダムリング７１の取付け縦断面を図１０
に示す。オルダムリング７１の上部側に旋回スクロール
５７の案内溝５７ｂが位置し、下部側にフレーム固定部
５２ａ、案内溝５６ａが位置し、オルダムリングの凸部
７１ａは凹部溝５７ｂに挿入され、オルダムリングの凸
部７１ｂは溝５６ａに挿入されている。
【０００７】図１１は固定スクロール５６凸部の形状を
示し、吸入口５９は旋回歯形形状の巻き始め外周先端か
ら液冷媒が吸入される位置に設けられる。次に、図１２
の実機に於いてのオルダムリング７１の組立て構造の様
子を示したもので、クランク軸５４上部先端に旋回スク
ロール５７が組み込まれ、旋回スクロール５７を案内す
るオルダムリング７１の上側凸部は旋回スクロール５７
の下部の溝に挿入されており、該溝に対し直角方向に固
定フレームに設けられた他の溝にオルダムリング７１の
下部側の他の凸部が挿入された構造となっているが、こ
こでは図示してない。以上が従来のスクロール型流体機
械の構造を示したものである。
示し、吸入口５９は旋回歯形形状の巻き始め外周先端か
ら液冷媒が吸入される位置に設けられる。次に、図１２
の実機に於いてのオルダムリング７１の組立て構造の様
子を示したもので、クランク軸５４上部先端に旋回スク
ロール５７が組み込まれ、旋回スクロール５７を案内す
るオルダムリング７１の上側凸部は旋回スクロール５７
の下部の溝に挿入されており、該溝に対し直角方向に固
定フレームに設けられた他の溝にオルダムリング７１の
下部側の他の凸部が挿入された構造となっているが、こ
こでは図示してない。以上が従来のスクロール型流体機
械の構造を示したものである。
【０００８】上記スクロール型流体機械はその旋回スク
ロールが片歯形状であり、これに対し、旋回スクロール
の両面に作用するスラストの相殺を可能とした、両歯形
状の旋回スクロールを有するスクロール流体機械として
は、空気縮機に用いられるものとして実開平５ー８７２
８５等に開示の構造がよく知られている。該流体機械
は、圧縮部の冷却ファンと旋回スクロール主軸受とが一
体構造を特徴としているものであり、後述する本発明の
ラップの構成については全く開示していない。
ロールが片歯形状であり、これに対し、旋回スクロール
の両面に作用するスラストの相殺を可能とした、両歯形
状の旋回スクロールを有するスクロール流体機械として
は、空気縮機に用いられるものとして実開平５ー８７２
８５等に開示の構造がよく知られている。該流体機械
は、圧縮部の冷却ファンと旋回スクロール主軸受とが一
体構造を特徴としているものであり、後述する本発明の
ラップの構成については全く開示していない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで図７に示すス
クロール型流体機械は、旋回スクロ−ルのラップは、鏡
板に対して片側のみに１条巻きした形状がほとんどであ
り、中には、前述のように鏡板の両面にラップを設けた
両歯形状のものもある。両歯形状の旋回スクロールを使
用した場合、いずれのラップもスクロールの１回転につ
き一度同期して液冷媒を吐出する構造であるため、大き
な吐出脈動が発生し配管振動となり、大きな騒音の原因
となっている。さらには、吐出脈動による配管振動によ
って大きな配管応力が生じ配管の破損の原因となってい
る。さらには、吐出脈動から冷凍サイクル内の圧力制御
が困難、駆動モ−タのトルク変動が大きくモ−タ効率の
低下の原因となっている。液冷媒の圧送容量を大きくす
るためには流体機械寸法が比例して大きくなる。また、
圧縮時に、片歯形状の旋回スクロ−ルのスラスト方向に
大きな荷重がかかり、軸受部の摩耗等の問題が発生して
おり、潤滑が出来ないなどの厳しい条件がある。
クロール型流体機械は、旋回スクロ−ルのラップは、鏡
板に対して片側のみに１条巻きした形状がほとんどであ
り、中には、前述のように鏡板の両面にラップを設けた
両歯形状のものもある。両歯形状の旋回スクロールを使
用した場合、いずれのラップもスクロールの１回転につ
き一度同期して液冷媒を吐出する構造であるため、大き
な吐出脈動が発生し配管振動となり、大きな騒音の原因
となっている。さらには、吐出脈動による配管振動によ
って大きな配管応力が生じ配管の破損の原因となってい
る。さらには、吐出脈動から冷凍サイクル内の圧力制御
が困難、駆動モ−タのトルク変動が大きくモ−タ効率の
低下の原因となっている。液冷媒の圧送容量を大きくす
るためには流体機械寸法が比例して大きくなる。また、
圧縮時に、片歯形状の旋回スクロ−ルのスラスト方向に
大きな荷重がかかり、軸受部の摩耗等の問題が発生して
おり、潤滑が出来ないなどの厳しい条件がある。
【００１０】以上のような問題点に鑑み、本発明の目的
は両歯形状の旋回スクロ−ルを採用した流体機械とし、
鏡板の両面における各ラップの巻始めの角度位置を明確
にした流体の圧縮や移送に最適な流体機械構造とし、特
に液冷媒の移送に好適な信頼性の高い機構を提供するも
のである。
は両歯形状の旋回スクロ−ルを採用した流体機械とし、
鏡板の両面における各ラップの巻始めの角度位置を明確
にした流体の圧縮や移送に最適な流体機械構造とし、特
に液冷媒の移送に好適な信頼性の高い機構を提供するも
のである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以上ような目的を達成す
るために、本発明のスクロール型流体機械は、密閉容器
内に鏡板と該鏡板の両面に直立した少なくとも１条の渦
巻き状のラップからなる両歯形状の旋回スクロール部材
と、鏡板と該鏡板の一面に直立した少なくとも１状の渦
巻き状のラップからなる２個の固定スクロール部材と、
電動機を収納し、旋回及び固定両スクロール部材を互い
にラップを内側にして噛み合わせ、旋回スクロールは電
動機によりクランク軸を介して自転することなく旋回運
動させ、両スクロール部材により形成される圧縮空間を
外側から中心へ移動させて減少させながら流体を圧縮し
て行くスクロール型流体機械において、両歯形状の旋回
スクロール部材の一方側面のラップの巻き始め角と反対
側面のラップの巻き始め角とを所定の角度差ずらしてな
ることを特徴とし、また、前記角度差は、＋π／ｎ（但
し、ｎはラップの条数で１以上の整数）としたことを特
徴とする。
るために、本発明のスクロール型流体機械は、密閉容器
内に鏡板と該鏡板の両面に直立した少なくとも１条の渦
巻き状のラップからなる両歯形状の旋回スクロール部材
と、鏡板と該鏡板の一面に直立した少なくとも１状の渦
巻き状のラップからなる２個の固定スクロール部材と、
電動機を収納し、旋回及び固定両スクロール部材を互い
にラップを内側にして噛み合わせ、旋回スクロールは電
動機によりクランク軸を介して自転することなく旋回運
動させ、両スクロール部材により形成される圧縮空間を
外側から中心へ移動させて減少させながら流体を圧縮し
て行くスクロール型流体機械において、両歯形状の旋回
スクロール部材の一方側面のラップの巻き始め角と反対
側面のラップの巻き始め角とを所定の角度差ずらしてな
ることを特徴とし、また、前記角度差は、＋π／ｎ（但
し、ｎはラップの条数で１以上の整数）としたことを特
徴とする。
【００１２】
【作用】本発明は前述した構成により、鏡板の上部側及
び下部側から吐出される流体の吐出位相をずらして吐出
脈動を抑制し、該脈動に起因する騒音や配管応力の低減
を図ることができると共に、両歯形状の旋回スクロ−ル
の構成によりスラスト荷重が鏡板両面に作用することに
よりキャンセルして零になる。したがって、鏡板の摺動
面が焼付ことはなく、また、旋回スクロ−ルの回転防止
機構にかかる荷重も低減されその摺動部にかかる面圧荷
重も小さくなり、流体機械の信頼性が高められる。
び下部側から吐出される流体の吐出位相をずらして吐出
脈動を抑制し、該脈動に起因する騒音や配管応力の低減
を図ることができると共に、両歯形状の旋回スクロ−ル
の構成によりスラスト荷重が鏡板両面に作用することに
よりキャンセルして零になる。したがって、鏡板の摺動
面が焼付ことはなく、また、旋回スクロ−ルの回転防止
機構にかかる荷重も低減されその摺動部にかかる面圧荷
重も小さくなり、流体機械の信頼性が高められる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明による両歯形状の旋回スクロー
ルを有するスクロール型流体機械の実施例について説明
する。
ルを有するスクロール型流体機械の実施例について説明
する。
【００１４】図１及び図２に本発明の１実施例を示す。
図１において、１１は本体又は密閉容器、１２Ａ、１２
Ｂは上下の固定スクロ−ル、１２ａ、１２ｂはそれぞれ
固定スクロール１２Ａ及び１２Ｂのラップを示し、１３
は鏡板１３ｃの両面にラップを設けた両歯形状の旋回ス
クロ−ルを示し、１３ａは固定スクロ−ル１２Ａ側の旋
回スクロ−ルのラップ、１３ｂは固定スクロ−ル１２Ｂ
側の旋回スクロ−ルのラップを示し、旋回スクロ−ル１
３は前記従来例と同様に自転防止機構により自転を防止
し旋回運動を行うことができる。１５は駆動モ−タ、１
６はステ−タ、１７はクランク軸、１８はフレ−ム、１
９は吸入管、２０は吐出管、２２はバランスウェイト、
２３は軸受メタル、２４はモ−タ電源部を示す。
図１において、１１は本体又は密閉容器、１２Ａ、１２
Ｂは上下の固定スクロ−ル、１２ａ、１２ｂはそれぞれ
固定スクロール１２Ａ及び１２Ｂのラップを示し、１３
は鏡板１３ｃの両面にラップを設けた両歯形状の旋回ス
クロ−ルを示し、１３ａは固定スクロ−ル１２Ａ側の旋
回スクロ−ルのラップ、１３ｂは固定スクロ−ル１２Ｂ
側の旋回スクロ−ルのラップを示し、旋回スクロ−ル１
３は前記従来例と同様に自転防止機構により自転を防止
し旋回運動を行うことができる。１５は駆動モ−タ、１
６はステ−タ、１７はクランク軸、１８はフレ−ム、１
９は吸入管、２０は吐出管、２２はバランスウェイト、
２３は軸受メタル、２４はモ−タ電源部を示す。
【００１５】次に、上記構成に関する動作について説明
する。モ−タ電源部２４に電気が通電されるとロ−タ１
６が回転し、ロ−タ１６と結合されたクランク軸１７が
回転する。クランク軸１７は旋回スクロ−ルに対し偏心
軸になっており両歯形状した旋回スクロ−ル１３が旋回
運動して吸入管１９から液冷媒を吸込み旋回スクロ−ル
１３の外周側から内側方向に流れ、旋回スクロ−ル１３
のラップ１３ａ及び１３ｂと固定スクロ−ル１２Ａ及び
１２Ｂのラップとにより囲繞形成される圧縮空間の容積
変化により、固定スクロ−ル１２、旋回スクロ−ル１
３、の中心付近の通路ａから矢印の方向に流れ、吐出管
２０から液冷媒は本体１１から外に吐出される。
する。モ−タ電源部２４に電気が通電されるとロ−タ１
６が回転し、ロ−タ１６と結合されたクランク軸１７が
回転する。クランク軸１７は旋回スクロ−ルに対し偏心
軸になっており両歯形状した旋回スクロ−ル１３が旋回
運動して吸入管１９から液冷媒を吸込み旋回スクロ−ル
１３の外周側から内側方向に流れ、旋回スクロ−ル１３
のラップ１３ａ及び１３ｂと固定スクロ−ル１２Ａ及び
１２Ｂのラップとにより囲繞形成される圧縮空間の容積
変化により、固定スクロ−ル１２、旋回スクロ−ル１
３、の中心付近の通路ａから矢印の方向に流れ、吐出管
２０から液冷媒は本体１１から外に吐出される。
【００１６】そして本発明の１実施例において、旋回ス
クロ−ル１３の固定スクロール１２Ａ側のラップ１３ａ
の巻き始め角（図２の（ａ））に対し、旋回スクロール
１３の固定スクロール１２Ｂ側のラップ１３ｂの巻き始
め角（図２の（ｂ））が角度差αだけずらされている。
両歯形状の旋回スクロールを上記構成とすることによ
り、該旋回スクロールを有する流体機械では、旋回スク
ロールの上部ラップ１３ａの作用により吐出される流体
と、下側のラップ１３ｂの作用により吐出される流体の
両方の吐出位相が一致せず、両吐出位相に差が生じるこ
とになり、吐出流体の脈動が低減され、特に液冷媒の脈
動に起因する配管の騒音や応力発生の抑制が大きい。上
記実施例において、固定スクロールのラップ形状は旋回
スクロールのラップ形状に適合されるが、図２における
固定スクロールの形状の図示は省略する。また以上の実
施例は、旋回スクロールの上下両面のラップを１条巻き
の例で説明したが、本発明は、これに限らず２以上の多
条巻きとすることができることは勿論である。
クロ−ル１３の固定スクロール１２Ａ側のラップ１３ａ
の巻き始め角（図２の（ａ））に対し、旋回スクロール
１３の固定スクロール１２Ｂ側のラップ１３ｂの巻き始
め角（図２の（ｂ））が角度差αだけずらされている。
両歯形状の旋回スクロールを上記構成とすることによ
り、該旋回スクロールを有する流体機械では、旋回スク
ロールの上部ラップ１３ａの作用により吐出される流体
と、下側のラップ１３ｂの作用により吐出される流体の
両方の吐出位相が一致せず、両吐出位相に差が生じるこ
とになり、吐出流体の脈動が低減され、特に液冷媒の脈
動に起因する配管の騒音や応力発生の抑制が大きい。上
記実施例において、固定スクロールのラップ形状は旋回
スクロールのラップ形状に適合されるが、図２における
固定スクロールの形状の図示は省略する。また以上の実
施例は、旋回スクロールの上下両面のラップを１条巻き
の例で説明したが、本発明は、これに限らず２以上の多
条巻きとすることができることは勿論である。
【００１７】次に本発明の１条ラップ巻きの好適な実施
例について説明する。即ち、図３は１条巻き旋回スクロ
−ル１３のラップの形状を示すもので、図３の（ａ）が
１条巻き両歯旋回スクロ−ル１３におけるＡ側のラップ
１３ａの平面形状を示し、図３（ｂ）は旋回スクロール
の１３のＢ側のラップ１３ｂの平面形状を示す。図３か
ら分かるようにＡ側のラップ１３ａの巻き始め角に対し
Ｂ側のラップ１３ｂの巻始め角が角度差＋πの位置から
巻始めてなる形状である。この構成により、旋回スクロ
ール１回転につき、Ａ側のラップ１３ａからの吐出とＢ
側のラップ１３ｂからの吐出と２回吐出が行われる。流
体機械からの、同じ吐出量に対して発生する脈動は１回
の吐出量に比べ約半分になるので、発生する脈動も半減
する。
例について説明する。即ち、図３は１条巻き旋回スクロ
−ル１３のラップの形状を示すもので、図３の（ａ）が
１条巻き両歯旋回スクロ−ル１３におけるＡ側のラップ
１３ａの平面形状を示し、図３（ｂ）は旋回スクロール
の１３のＢ側のラップ１３ｂの平面形状を示す。図３か
ら分かるようにＡ側のラップ１３ａの巻き始め角に対し
Ｂ側のラップ１３ｂの巻始め角が角度差＋πの位置から
巻始めてなる形状である。この構成により、旋回スクロ
ール１回転につき、Ａ側のラップ１３ａからの吐出とＢ
側のラップ１３ｂからの吐出と２回吐出が行われる。流
体機械からの、同じ吐出量に対して発生する脈動は１回
の吐出量に比べ約半分になるので、発生する脈動も半減
する。
【００１８】次に、図４は２条巻きラップの両歯型旋回
スクロ−ルの実施例を示す。２条巻き両歯旋回スクロ−
ルにおいて、図４の（ａ）にＡ側のラップ１３ａの巻き
始め角を示し、図４の（ｂ）にＢ側のラップ１３ｂの巻
き始め角を示し、ラップ１３ｂの巻き始め角はラップ１
３ａの巻き始め角に対し、角度差＋（π／２）の位置か
ら巻始められている。この構成によれば、旋回スクロー
ルの１回転につきＡ側のラップ１３ａ側でも、２回吐出
する。同様にラップ１３ｂ側でも、２回吐出が行われ
る。したがって、１回転にそれぞれ異なるタイミングで
４回吐出が行われることになる。同じ吐出量のポンプに
対して吐出脈動は約１／４に低減されることになる。
スクロ−ルの実施例を示す。２条巻き両歯旋回スクロ−
ルにおいて、図４の（ａ）にＡ側のラップ１３ａの巻き
始め角を示し、図４の（ｂ）にＢ側のラップ１３ｂの巻
き始め角を示し、ラップ１３ｂの巻き始め角はラップ１
３ａの巻き始め角に対し、角度差＋（π／２）の位置か
ら巻始められている。この構成によれば、旋回スクロー
ルの１回転につきＡ側のラップ１３ａ側でも、２回吐出
する。同様にラップ１３ｂ側でも、２回吐出が行われ
る。したがって、１回転にそれぞれ異なるタイミングで
４回吐出が行われることになる。同じ吐出量のポンプに
対して吐出脈動は約１／４に低減されることになる。
【００１９】次に図５に３条巻きの両歯型旋回スクロ−
ルの実施例を示す。ラップを３条巻きした両歯型旋回ス
クロ−ルにおいて、図５（ａ）にＡ側の３条の各ラップ
１３ａの巻き始め角を示し、図５（ｂ）にＢ側の３条の
各ラップの巻き始め角を示し、ラップ１３ｂの巻き始め
角はラップ１３ａの巻き始め角に対し、角度差＋（π／
３）の位置から巻始められている。この構成によれば、
旋回スクロール１回転につき吐出が計６回行われること
になり脈動がさらに低減される。
ルの実施例を示す。ラップを３条巻きした両歯型旋回ス
クロ−ルにおいて、図５（ａ）にＡ側の３条の各ラップ
１３ａの巻き始め角を示し、図５（ｂ）にＢ側の３条の
各ラップの巻き始め角を示し、ラップ１３ｂの巻き始め
角はラップ１３ａの巻き始め角に対し、角度差＋（π／
３）の位置から巻始められている。この構成によれば、
旋回スクロール１回転につき吐出が計６回行われること
になり脈動がさらに低減される。
【００２０】次に図６に４条巻きの両歯型旋回スクロ−
ルの実施例を示す。ラップを４条巻きした両歯型旋回ス
クロ−ルにおいて、図６（ａ）にＡ側の４条の各ラップ
１３ａの巻き始め角を示し、図６（ｂ）にＢ側の４条の
各ラップの巻き始め角を示し、ラップ１３ｂの巻き始め
角はラップ１３ａの巻き始め角に対し、角度差＋（π／
４）の位置から巻始められている。この構成によれば、
旋回スクロール１回転につき吐出が８回行われることに
なり脈動がさらに低減される。
ルの実施例を示す。ラップを４条巻きした両歯型旋回ス
クロ−ルにおいて、図６（ａ）にＡ側の４条の各ラップ
１３ａの巻き始め角を示し、図６（ｂ）にＢ側の４条の
各ラップの巻き始め角を示し、ラップ１３ｂの巻き始め
角はラップ１３ａの巻き始め角に対し、角度差＋（π／
４）の位置から巻始められている。この構成によれば、
旋回スクロール１回転につき吐出が８回行われることに
なり脈動がさらに低減される。
【００２１】以上ラップの４条巻きの例までを例示した
が、本発明ではそれ以上の巻き数とすることができ、そ
の際、Ａ側のラップ１３ａの巻始め角と、Ｂ側のラップ
１３ｂの巻き始め角の関係は＋（π／ｎ）とした式に表
される。但し、ｎはラップの条数又は巻数である。そし
て、固定スクロ−ルのラップも以上説明した旋回スクロ
−ルのラップに適合した形状とされる。上記流体機械
は、圧縮空間を外側から中心へ移動させて減少させなが
ら流体を圧縮して行く回転方向として使用するが、反転
させても使用可能である。
が、本発明ではそれ以上の巻き数とすることができ、そ
の際、Ａ側のラップ１３ａの巻始め角と、Ｂ側のラップ
１３ｂの巻き始め角の関係は＋（π／ｎ）とした式に表
される。但し、ｎはラップの条数又は巻数である。そし
て、固定スクロ−ルのラップも以上説明した旋回スクロ
−ルのラップに適合した形状とされる。上記流体機械
は、圧縮空間を外側から中心へ移動させて減少させなが
ら流体を圧縮して行く回転方向として使用するが、反転
させても使用可能である。
【００２２】また上記実施例では、旋回スクロールに対
するクランク軸からの動力伝達は片持ち式により行う例
で説明したが、本発明では軸貫通式で行うことができる
ことは勿論であり、この方式自体は周知であるから図示
は省略する。
するクランク軸からの動力伝達は片持ち式により行う例
で説明したが、本発明では軸貫通式で行うことができる
ことは勿論であり、この方式自体は周知であるから図示
は省略する。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、旋
回スクロールの鏡板両面に設けた各ラップの巻き始め角
に角度差を持たせたので、鏡板両面の各ラップの作用に
より吐出される流体に位相差が生じることになり、流体
の吐出脈動は低減されれることから、配管振動も小さく
なり、さらには騒音も低下する。また、吐出脈動が低減
されることにより、モ−タのトルク変動が低減されモ−
タ効率が向上する。また、低騒音の液ポンプを始め、冷
凍・空調機用の液冷媒ポンプとして使用できる。
回スクロールの鏡板両面に設けた各ラップの巻き始め角
に角度差を持たせたので、鏡板両面の各ラップの作用に
より吐出される流体に位相差が生じることになり、流体
の吐出脈動は低減されれることから、配管振動も小さく
なり、さらには騒音も低下する。また、吐出脈動が低減
されることにより、モ−タのトルク変動が低減されモ−
タ効率が向上する。また、低騒音の液ポンプを始め、冷
凍・空調機用の液冷媒ポンプとして使用できる。
【図１】本発明の両歯型の旋回スクロ−ルを用いたスク
ロール流体機械の１実施例の断面図
ロール流体機械の１実施例の断面図
【図２】本発明の１実施例による旋回スクロール両面の
各ラップの巻き始め角に角度差を有する旋回スクロール
の構成を示す図
各ラップの巻き始め角に角度差を有する旋回スクロール
の構成を示す図
【図３】両歯型旋回スクロ−ルの１条ラップ巻きの好適
な本発明の実施例を示す図
な本発明の実施例を示す図
【図４】両歯型旋回スクロ−ルの２条ラップ巻きの好適
な本発明の実施例を示す図
な本発明の実施例を示す図
【図５】両歯型旋回スクロ−ルの３条ラップ巻きの好適
な本発明の実施例を示す図
な本発明の実施例を示す図
【図６】両歯型旋回スクロ−ルの４条ラップ巻きの好適
な本発明の実施例を示す図
な本発明の実施例を示す図
【図７】従来のスクロ−ル型流体機械の断面を示す図
【図８】従来例における旋回スクロ−ル部と固定スクロ
−ル部の組合せ断面を示す図
−ル部の組合せ断面を示す図
【図９】従来例におけるオルダムリングの断面図
【図１０】従来例におけるオルダムリングの断面位置を
示す図
示す図
【図１１】従来例における固定スクロールラップの平面
形状を示す図
形状を示す図
【図１２】従来例におけるオルダムリングの取付け位置
を示す断面図
を示す断面図
１１…本体、１２…固定スクロ−ルＡ、１２ａ…固定ス
クロ−ル１２Ａのラップ、１２ｂ…固定スクロ−ルＢの
ラップ、１３…旋回スクロ−ル、１３ａ…固定スクロ−
ル１２Ａ側の旋回スクロ−ルラップ、１３ｂ…固定スク
ロ−ル１２Ｂ側の旋回スクロ−ルラップ、１５…駆動モ
−タ、１６…ロ−タ、１６ａ…ステ−タ、１７…クラン
ク軸、１８…フレ−ム、１９…吸入管、２０…吐出管、
２２…バランスウェ−ト、２３…軸受メタル、２４…モ
−タ電源部、５１…冷媒ポンプ本体、５２…圧縮機部、
５３…モ−タ部、５４…クランク軸、５５…ロ−タ、５
６…固定スクロール、５７…旋回スクロ−ル、５８…フ
レーム、５９…吸入管、６０…吐出管、７１…オルダム
リング、７１ａ、７１ｂ…オルダムリング摺動凸部、７
６…モータ電源端子、７８…バランスウェイト、
クロ−ル１２Ａのラップ、１２ｂ…固定スクロ−ルＢの
ラップ、１３…旋回スクロ−ル、１３ａ…固定スクロ−
ル１２Ａ側の旋回スクロ−ルラップ、１３ｂ…固定スク
ロ−ル１２Ｂ側の旋回スクロ−ルラップ、１５…駆動モ
−タ、１６…ロ−タ、１６ａ…ステ−タ、１７…クラン
ク軸、１８…フレ−ム、１９…吸入管、２０…吐出管、
２２…バランスウェ−ト、２３…軸受メタル、２４…モ
−タ電源部、５１…冷媒ポンプ本体、５２…圧縮機部、
５３…モ−タ部、５４…クランク軸、５５…ロ−タ、５
６…固定スクロール、５７…旋回スクロ−ル、５８…フ
レーム、５９…吸入管、６０…吐出管、７１…オルダム
リング、７１ａ、７１ｂ…オルダムリング摺動凸部、７
６…モータ電源端子、７８…バランスウェイト、
フロントページの続き (72)発明者 椎林正夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 平１−167482（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−87285（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04C 18/02 311 F04C 18/02
Claims (3)
- 【請求項１】 密閉容器内に鏡板と該鏡板の両面に直立
した少なくとも１条の渦巻き状のラップからなる両歯形
状の旋回スクロール部材と、鏡板と該鏡板の一面に直立
した少なくとも１状の渦巻き状のラップからなる２個の
固定スクロール部材と、電動機を収納し、旋回及び固定
両スクロール部材を互いにラップを内側にして噛み合わ
せ、旋回スクロールは電動機によりクランク軸を介して
自転することなく旋回運動させ、両スクロール部材によ
り形成される圧縮空間を外側から中心へ移動させて減少
させながら流体を圧縮して行くスクロール型流体機械に
おいて、 両歯形状の旋回スクロール部材の一方側面のラップの巻
き始め角と反対側面のラップの巻き始め角とを所定の角
度差ずらしてなることを特徴とするスクロール型流体機
械。 - 【請求項２】 前記角度差は、＋π／ｎ（但し、ｎはラ
ップの条数で１以上の整数）としたことを特徴とする請
求項１記載のスクロール型流体機械。 - 【請求項３】 前記クランク軸からの旋回スクロ−ル部
材への駆動伝達は旋回スクロ−ル部材の軸貫通機構ある
いは片持ち機構により行うようにしたことを特徴とする
請求項１又は２記載のスクロール型流体機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09183394A JP3170142B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | スクロール型流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09183394A JP3170142B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | スクロール型流体機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07293458A JPH07293458A (ja) | 1995-11-07 |
| JP3170142B2 true JP3170142B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=14037605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09183394A Expired - Fee Related JP3170142B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | スクロール型流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3170142B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4551244B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2010-09-22 | 三菱重工業株式会社 | スクロール圧縮機 |
| CN103912498B (zh) * | 2014-04-24 | 2016-04-06 | 安徽美芝精密制造有限公司 | 旋转式压缩机 |
| CN107620704A (zh) * | 2017-08-23 | 2018-01-23 | 南昌大学 | 一种机械电机一体化双侧无油涡旋压缩机 |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP09183394A patent/JP3170142B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07293458A (ja) | 1995-11-07 |
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