JP3297321B2 - スクロール型流体機械 - Google Patents

スクロール型流体機械

Info

Publication number
JP3297321B2
JP3297321B2 JP24750796A JP24750796A JP3297321B2 JP 3297321 B2 JP3297321 B2 JP 3297321B2 JP 24750796 A JP24750796 A JP 24750796A JP 24750796 A JP24750796 A JP 24750796A JP 3297321 B2 JP3297321 B2 JP 3297321B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scroll
wrap
fluid machine
orbiting scroll
fixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP24750796A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH1089268A (ja
Inventor
川端夏樹
椎木和明
昭 鈴木
勇 川野
茂 町田
吉富雄二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP24750796A priority Critical patent/JP3297321B2/ja
Publication of JPH1089268A publication Critical patent/JPH1089268A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3297321B2 publication Critical patent/JP3297321B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-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
    • F04C18/0207Rotary-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
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-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
    • F04C18/0207Rotary-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
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269Details concerning the involute wraps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、胴板の両側にスク
ロールラップを設けた両歯式の旋回スクロールと、胴板
の一側にスクロールラップを設けた2つの固定スクロー
ルを組合せ、空気の圧縮等に用いられる両歯型スクロー
ル型流体機械に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の空気圧縮用のスクロール型流体機
械よりも大容量の吐出空気を供給するための手段とし
て、胴板の両側にスクロールラップを設けた旋回スクロ
ールと2つの固定スクロールを組み合わせて、流体を圧
縮するようにしたいわゆる両歯型のスクロール型流体機
械が考えられている。この種の両歯型スクロール型流体
機械を運転すると、その圧縮熱及び圧縮流体の圧力によ
りスクロールラップが変形する。圧力に起因する変形で
は、スクロール型流体機械の性質上、固定スクロール外
部に形成された圧縮室の中心部ほど高圧となるため、ラ
ップ先端は外周方向に倒れる。また熱に起因する変形
は、中心部のラップと外周部のラップで異なる。中心部
のラップは、ラップ先端部の温度がラップ付根部の温度
より高温となるため先端部の熱膨張量が大きくなり、ラ
ップは外周方向へ倒れる。外周部のラップは、ラップ付
根部のラップ中心部から蓄積された熱膨張量がラップ先
端の熱膨張より大きいため、ラップ先端は中心方向に倒
れる。これらの変形においは、熱によるラップ外周部の
変形が最も顕著である。
【0003】この熱及び圧力による変形によって生じる
旋回スクロールと固定スクロールとの接触を、軸方向に
ついては、あらかじめ隙間を設けたり、シール材料をラ
ップ先端に埋め込む等により回避し、径方向については
あらかじめ一定の値の隙間を両ラップ間に設けて回避す
ることが試みられている。
【0004】また、特開昭63−167090号公報
に、旋回スクロールと固定スクロールのラップ厚さをラ
ップ巻きはじめからラップ巻き終わりにかけて漸次小さ
くしたスクロール型真空ポンプの例が記載されている。
【0005】また、特開昭57−195801号公報及
び特開平2−223689号公報には、等脚台形型のラ
ップを持つ渦巻き型流体機械が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】スクロール型流体機械
の熱変形解析を行った結果、旋回スクロール及び固定ス
クロールのラップは、主としてその先端部と付根部の熱
膨張差により外側または内側に倒れることがわかった。
【0007】この変形により、径方向のラップ間接触は
一様には起こらず、例えば旋回スクロールのラップの歯
先角部と固定スクロールのラップ立ち上がり部付近が接
触することになる。
【0008】上記の従来技術では、この接触を回避する
ために一様な隙間を設けているため、接触する可能性の
ない部分では必要以上の隙間があくことになり、流体機
械の性能が低下する。
【0009】本発明の目的は、旋回スクロール及び固定
スクロールの各スクロールラップの運転時における接触
を回避しながら、旋回スクロールと固定スクロールのラ
ップ間の径方向隙間を低減して性能を向上させたスクロ
ール型流体機械を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に先行する発明(以下 先行発明 という)に
よるスクロール型流体機械は、胴板の両側にスクロール
ラップを設けた旋回スクロールと、胴板の一側に前記ス
クロールラップに噛み合うスクロールラップを設けた2
つの固定スクロールを組み合わせ、旋回スクロールが自
転することなく固定スクロールに対して偏心運動するこ
とによって、吸入口から吸い込まれた流体を圧縮し吐出
口から吐出するスクロール型流体機械において、前記旋
回スクロールのラップ及び前記固定スクロールのラップ
の少なくとも一方の壁面に、ラップ付根部近傍を除い
て、ラップ付根部からラップ歯先に向かうにしたがい傾
斜するテーパ部を設けたことを特徴とする。
【0011】また、上記の目的を達成するため、請求項
1に係る発明(以下「本発明」という)によるスクロー
ル型流体機械は、胴板の両側にスクロールラップを設け
た旋回スクロールと、胴板の一側に前記スクロールラッ
プに噛み合うスクロールラップを設けた2つの固定スク
ロールを組み合わせ、旋回スクロールが自転することな
く固定スクロールに対して偏心運動することによって、
吸入口から吸い込まれた流体を圧縮し吐出口から吐出す
るスクロール型流体機械において、前記旋回スクロール
のラップ及び前記固定スクロールのラップの少なくとも
一方の内壁及び外壁を互いに平行関係をもって、付根部
からラップ歯先に向かうにしたがい傾斜させたことを特
徴とする。
【0012】本発明は、上記手段により、流体機械運転
前にあらかじめ旋回スクロールと固定スクロールの少な
くとも一方のラップ壁面もしくは全部を、胴板に対して
傾斜して加工しておくことにより、流体機械運転時の熱
膨張による変形によって、旋回スクロールと固定スクロ
ールのラップを略平行状態とし、両ラップの径方向ギャ
ップを可及的小ならしめ流体機械の性能を向上する。ラ
ップ壁面の傾斜加工はラップ加工時にエンドミル等の加
工工具に円錐型のものを利用したり、傾けてセットした
り、または加工対象となるスクロール流体機械を傾けて
セットすることにより実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】先行発明及び本発明の実施形態を
図1乃至図5を用いて説明する。
【0014】図1に旋回スクロールが両歯構造であるス
クロール圧縮機本体ブロックの断面図を示す。
【0015】この両歯構造のスクロール圧縮機は、胴板
の両面にスクロールラップを設けた旋回スクロール1、
旋回スクロール1のラップと組み合わせることにより圧
縮作動室を形成するスクロールラップを設けた左固定ス
クロール2及び右固定スクロール3、旋回スクロール1
を駆動する主クランク4、主クランク4と同期回転する
補助クランク5、主クランクと補助クランクの同期を取
るためのタイミングベルト6、タイミングプーリ7、モ
ータからの動力により主クランク4を駆動するVプーリ
8、圧縮された流体を吐出する吐出口9から構成され
る。
【0016】モータからの動力をVプーリ8へVベルト
により動力を伝達させることにより、主クランク4が回
転し、同期用のタイミングベルト6、タイミングプーリ
7によって補助クランク5が同期回転して運転される。
これにより旋回スクロール1が、左固定スクロール2及
び右固定スクロール3に対して自転することなく偏心運
動を行う。流体は吸い込み口(図示せず)より吸い込ま
れ回転が進むにつれて圧縮され、吐出口9から排出され
る。
【0017】図2に旋回スクロール10と固定スクロー
ル11を組み合わせて配置した一例の正面図を示す。
【0018】ラップはインボリュート曲線により形成さ
れ、基礎円の直径を2a、うず巻き角λ、ラップ厚さt
=aβ(βは適宜係数)とすると旋回スクロール10は
X−Y座標系で次式のように表される。
【0019】
【数】
【0020】上式において(1)、(2)式はそれぞれ
旋回スクロール10における外壁面P及び内壁面Qを表
している。
【0021】図3に図2のスクロールラップ平面図のA
−A間の断面図を示す。
【0022】本図に示すように従来のスクロールラップ
12は胴板13に対して垂直に配置されることになる。
【0023】図4に先行発明の実施形態を示す。
【0024】同図において、旋回スクロール14のラッ
プ14Aは胴板14Bに対しあらかじめ垂直に加工形成
された後、ラップ14Aの内壁に、ラップ付根部近傍を
避けて、図示例ではラップ高さの略中央部より歯先にか
けて、付根部から歯先に向かうにしたがい、旋回スクロ
ールの中心から外方に向かう傾斜部14Cが加工形成さ
れる。該傾斜部14Cは、ラップの最外側1巻きまたは
全巻に形成したり、さらに全巻の場合には、外周部から
中心部に行くにしたがい、傾斜角度を変化させることも
できる。またこのような傾斜部の加工は固定スクロール
に行ってもよく、また旋回スクロールと固定スクロール
の両方に行ってもよい。このような傾斜部の加工は、た
とえばエンドミルを用いたNC工作機械を用いて行う。
【0025】先行発明の実施形態によれば、ラップ付根
部近傍以外の部分に傾斜部を形成するので、エンドミル
等の工具により胴板が削られること無く加工が容易であ
り、そして、流体機械の運転に際し、胴板やラップの熱
膨張の影響により、ラップの傾斜面は、胴板に対して略
垂直、または旋回軸に対し略平行となり、旋回スクロー
ルと固定スクロールの各ラップは互いに略平行状態を維
持し、圧縮流体の漏洩を従来技術よりも低減し、流体機
械の性能を向上することができる。
【0026】図5は本発明の実施形態を示す。
【0027】旋回スクロール15のラップ15Aの内外
両壁面は互いに平行であり、かつ、胴板15Bに対し傾
斜されている。前記実施形態同様、図示例ではラップ付
根部から歯先に向かうにしたがい外側に向かうように形
成される。そして、このように傾斜加工した旋回スクロ
ール15を、例えば従来同様のラップ16 Aを胴板16
Bに対して垂直に形成した固定スクロール16と組み合
わせる。傾斜部の形成は、前記実施形態と同様に、ラッ
プの一部または全部としたり、固定スクロール側、また
は旋回スクロール、固定スクロールの両側に形成しても
よい。
【0028】本実施形態によれば、ラップ全部に傾斜を
設けた場合はラップの内外壁面が平行を保っているた
め、先行発明の実施形態において、2回必要であったラ
ップの加工が、1度で済むという利点があり、またラッ
プの一部に傾斜を設けた場合は、加工の手間がかかる
が、運転時に旋回スクロールのラップ15Aと固定スク
ロールのラップ16Aとがより平行に近い状態となるよ
うな加工をすることによって運転時の隙間をより低減
し、性能を向上させることができる。
【0029】
【発明の効果】上述したように、本発明によればスクロ
ールラップの熱変形及び圧力による倒れを考慮して、運
転時の径方向ギャップが従来技術よりも小さくなるよう
に、あらかじめスクロールラップを加工しておくので、
運転時は固定スクロールと旋回スクロールがファインギ
ャップを保って運転できる。これにより運転時の圧縮流
体の漏れ量が減少するため、流体機械の性能を向上する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のスクロール型流体機械の
全体断面図。
【図2】旋回スクロールと固定スクロールの噛み合いを
示す図。
【図3】従来技術のスクロールラップの一例の部分縦断
面図。
【図4】先行発明の実施形態のスクロールラップの部分
縦断面図。
【図5】本発明の実施形態のスクロールラップの部分縦
断面図。
【符号の説明】
1…旋回スクロール、2…左固定スクロール、3…右固
定スクロール、4…主クランク、5…補助クランク、6
…タイミングベルト、7…タイミングプーリ、8…Vプ
ーリ、9…吐出口、10…旋回スクロールラップ、11
…固定スクロール、12…スクロールラップ、13…胴
板、14…旋回スクロールラップ、15…旋回スクロー
ル、16…固定スクロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川野 勇 静岡県清水市村松390番地 株式会社日 立製作所空調システム事業部内 (72)発明者 町田 茂 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 (72)発明者 吉富雄二 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8−4669(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 18/02 311

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 胴板の両側にスクロールラップを設けた
    旋回スクロールと、胴板の一側に前記スクロールラップ
    に噛み合うスクロールラップを設けた2つの固定スクロ
    ールを組み合わせ、旋回スクロールが自転することなく
    固定スクロールに対して偏心運動することによって、吸
    入口から吸い込まれた流体を圧縮し吐出口から吐出する
    スクロール型流体機械において、前記旋回スクロールの
    ラップ及び前記固定スクロールのラップの少なくとも一
    方の内壁及び外壁を互いに平行関係をもって、付根部か
    らラップ歯先に向かうにしたがい傾斜させたことを特徴
    とするスクロール型流体機械。
JP24750796A 1996-09-19 1996-09-19 スクロール型流体機械 Expired - Fee Related JP3297321B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24750796A JP3297321B2 (ja) 1996-09-19 1996-09-19 スクロール型流体機械

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24750796A JP3297321B2 (ja) 1996-09-19 1996-09-19 スクロール型流体機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1089268A JPH1089268A (ja) 1998-04-07
JP3297321B2 true JP3297321B2 (ja) 2002-07-02

Family

ID=17164513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24750796A Expired - Fee Related JP3297321B2 (ja) 1996-09-19 1996-09-19 スクロール型流体機械

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3297321B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010248995A (ja) * 2009-04-15 2010-11-04 Panasonic Corp スクロール圧縮機
JP2010248994A (ja) * 2009-04-15 2010-11-04 Panasonic Corp スクロール圧縮機及びその組立方法
BE1021558B1 (nl) * 2013-02-15 2015-12-14 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Spiraalcompressor
WO2014134961A1 (zh) * 2013-03-04 2014-09-12 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 涡旋部件和涡旋压缩机
CN104033386B (zh) * 2013-03-04 2017-04-19 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 涡旋部件和涡旋压缩机
JP6599099B2 (ja) * 2014-12-15 2019-10-30 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 スクロール流体機械

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1089268A (ja) 1998-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07197891A (ja) スクロール式流体機械
JP2971739B2 (ja) スクロール式流体機械
JP3297321B2 (ja) スクロール型流体機械
JP2004183497A (ja) スクロール式流体機械
US7273363B1 (en) Scroll compressor with slider block having recess
EP0318189A2 (en) Scroll machine
JPS63106301A (ja) スクリユ流体機械
US4927341A (en) Scroll machine with relieved flank surface
CN1598318A (zh) 非对称涡旋压缩机
JP3192939B2 (ja) スクロール型流体機械
JP2000110749A (ja) スクロール圧縮機
JPH0452399B2 (ja)
JP2000161261A (ja) スクロール型圧縮機
JPH0756272B2 (ja) スクロール形流体機械
JP3226789B2 (ja) スクロール圧縮機
JPS60166782A (ja) スクロール流体機械
JP4131561B2 (ja) スクロール圧縮機
KR100393566B1 (ko) 스크롤 압축기
JP3350039B2 (ja) スクロール型流体機械
US5065550A (en) Lapping of involute spiral scroll element
JP3205234B2 (ja) スクロール圧縮機
JP2798981B2 (ja) 流体機械
JP2001329974A (ja) スクロール圧縮機
JP2006242173A (ja) 低圧大容量スクロール流体機械
JP3372000B2 (ja) スクロール圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090412

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090412

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100412

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100412

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110412

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120412

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120412

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130412

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees