JP4337820B2 - スクロール型流体機械 - Google Patents
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Description
上述のように、可動スクロールにおける平板部の両面にラップが立設されたスクロール型流体機械では、可動スクロールに回転軸を係合させる必要があるため、可動スクロールにおける平板部の中央部にラップを設けることができない。このため、可動側と固定側のラップにより形成される流体室については、その最小容積が大きくなってしまう。そして、ある程度の圧縮比又は膨張比を確保しようとすると、渦巻き状のラップの最外径を大きくして流体室の最大容積を大きく設定せざるを得なくなる。従って、ラップが設けられる可動スクロールや固定スクロールが大型化し、その結果、スクロール型流体機械の大型化を招くという問題があった。
上記第1及び第2の発明において、可動スクロール(50)は、自転防止機構(39)に案内されて回転し、自転運動が規制されて公転運動だけを行う。第1流体室(71)及び第2流体室(72)の容積は、この可動スクロール(50)の公転運動に伴って変化する。可動スクロール(50)では、第1平板部(51)の背面に係合部(64)が設けられており、この係合部(64)が回転軸(20)と係合する。
本発明では、可動スクロール(50)を構成する第1平板部(51)の背面に係合部(64)を設け、この係合部(64)を回転軸(20)と係合させている。また、本発明では、第1可動側ラップ(53)を第1固定側ラップ(42)と噛み合わせて第1流体室(71)を形成する一方、可動スクロール(50)に設けた第2平板部(52)の前面側に第2可動側ラップ(54)を配置し、この第2可動側ラップ(54)を第2固定側ラップ(47)と噛み合わせて第2流体室(72)を形成している。
本発明の実施形態1について説明する。
スクロール型流体機械(10)において、電動機(16)で発生した回転動力は、駆動軸(20)によって可動スクロール(50)に伝達される。駆動軸(20)の偏心部(21)と係合する可動スクロール(50)は、オルダムリング(39)によって案内され、自転することなく公転運動だけを行う。
上述のように、本実施形態では、可動スクロール(50)を構成する第1平板部(51)の背面に軸受部(64)を設け、駆動軸(20)の端部を軸受部(64)へ挿入することによって駆動軸(20)を可動スクロール(50)に係合させている。また、本実施形態では、第1可動側ラップ(53)を第1固定側ラップ(42)と噛み合わせて第1流体室(71)を形成する一方、可動スクロール(50)に設けた第2平板部(52)の前面側に第2可動側ラップ(54)を配置し、この第2可動側ラップ(54)を第2固定側ラップ(47)と噛み合わせて第2流体室(72)を形成している。
本発明の実施形態2について説明する。本実施形態は、上記実施形態1において、本体機構(30)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態のスクロール型流体機械(10)について、上記実施形態1と異なる点を説明する。
一般に、膨張機が接続された冷媒回路で冷凍サイクルを行う場合、膨張機に要求される押しのけ量は、冷凍サイクルの運転条件によって変化する。このため、容量が固定の膨張機を冷媒回路に設ける場合には、膨張機の上流に膨張弁を設けたり、膨張機をバイパスする配管を設ける必要があった。つまり、膨張機の容量が要求値に対して過大である場合には、膨張弁で冷媒を予め減圧してから膨張機へ導入し、逆に膨張機の容量が要求値に対して過小である場合には、冷媒の一部をバイパス用の配管へ流すようにしており、何れの場合も冷媒から充分な動力を回収できない状態に陥っていた。
本実施形態では、第2容積変化部(32)により構成される膨張機の容量だけでなく、第1容積変化部(31)により構成される圧縮機の容量も可変にしてもよい。
本発明の実施形態3について説明する。本実施形態は、上記実施形態1において、本体機構(30)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態のスクロール型流体機械(10)について、上記実施形態1と異なる点を説明する。
本実施形態のスクロール型流体機械(10)は、次のような構成の冷媒回路(90)に設けられていてもよい。
本発明の実施形態4について説明する。本実施形態のスクロール型流体機械(10)は、上記実施形態3のものと同様に構成されている。つまり、本実施形態のスクロール型流体機械(10)では、第1容積変化部(31)と第2容積変化部(32)の両方が圧縮機を構成しており、第2容積変化部(32)における圧縮比が第1容積変化部(31)における圧縮比よりも大きくなっている。
本発明の実施形態5について説明する。本実施形態のスクロール型流体機械(10)は、上記実施形態3のものと同様に構成されている。つまり、本実施形態のスクロール型流体機械(10)では、第1容積変化部(31)と第2容積変化部(32)の両方が圧縮機を構成している。ただし、このスクロール型流体機械(10)では、第1容積変化部(31)と第2容積変化部(32)とで圧縮比が相違している必要はなく、両者の圧縮比を同じ値に設定してもよい。
本実施形態スクロール型流体機械(10)は、次のような構成の冷媒回路(90)に設けられていてもよい。
本発明の実施形態6について説明する。本実施形態は、上記実施形態3において、本体機構(30)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態のスクロール型流体機械(10)について、上記実施形態3と異なる点を説明する。
つまり、本実施形態の本体機構(30)において、第1流体室(71)及び第2流体室(72)は、それぞれの容積についての最小値に対する最大値の比が互いに等しくなっている。
ここで、可動側と固定側のラップを1つずつ備える一般的なスクロール圧縮機において、その押しのけ量を増大させるためにラップ高さを高くすると、それに伴ってラップの加工精度を確保しにくくなる等の理由からラップの加工が困難となる。これに対し、本実施形態の本体機構(30)は、第1固定側ラップ(42)と第1可動側ラップ(53)の間の第1流体室(71)と、第2固定側ラップ(47)と第2可動側ラップ(54)の間の第2流体室(72)との両方へ冷媒を吸入して圧縮している。このため、各ラップ(42,47,53,54)の高さを比較的低く保ちつつ、本体機構(30)全体としての押しのけ量を充分に確保できる。従って、本実施形態によれば、各ラップ(42,47,53,54)の加工性を損なうことなく、スクロール型流体機械(10)の押しのけ量を大きく設定することができる。
本発明の実施形態7について説明する。本実施形態は、上記実施形態1において、本体機構(30)の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態のスクロール型流体機械(10)について、上記実施形態1と異なる点を説明する。
上述のように、本実施形態は、第3平板部(49)を第2固定側部材(46)とは別体に形成して可動スクロール(50)に設ける構成を、上記実施形態1の本体機構(30)に適用したものである。しかしながら、このような第3平板部(49)を可動スクロール(50)に設ける構成については、その適用対象が上記実施形態1の本体機構(30)に限られる訳ではなく、上記実施形態3〜6の本体機構(30)に対しても適用可能である。つまり、第3平板部(49)を可動スクロール(50)に設ける構成は、第1容積変化部(31)と第2容積変化部(32)の両方が圧縮機を構成するスクロール型流体機械(10)に対しても適用できる。
上記実施形態3〜6では、スクロール型流体機械(10)の本体機構(30)において、第1可動側ラップ(53)及び第1固定側ラップ(42)と第2可動側ラップ(54)及び第2固定側ラップ(47)との両方を同じ渦巻き方向に形成し、第1容積変化部(31)と第2容積変化部(32)の両方が圧縮機を構成するようにしている。しかしながら、第1可動側ラップ(53)及び第1固定側ラップ(42)と第2可動側ラップ(54)及び第2固定側ラップ(47)との両方を同じ渦巻き方向に形成されたスクロール型流体機械(10)は、第1容積変化部(31)と第2容積変化部(32)の両方が圧縮機ではなく膨張機を構成するものであってもよい。
Claims (11)
- 固定スクロール(40)と、可動スクロール(50)と、該可動スクロール(50)に係合する回転軸(20)と、上記可動スクロール(50)の自転防止機構(39)とを備えるスクロール型流体機械であって、
上記固定スクロール(40)は、第1固定側ラップ(42)を備える第1固定側部材(41)と、第2固定側ラップ(47)を備える第2固定側部材(46)とにより構成され、
上記可動スクロール(50)は、背面に上記回転軸(20)と係合する係合部(64)が設けられて前面が第1固定側ラップ(42)と摺接する第1平板部(51)と、上記第1固定側ラップ(42)と噛み合って第1流体室(71)を形成する第1可動側ラップ(53)と、上記第1可動側ラップ(53)を挟んで第1平板部(51)に対向して背面が第1固定側ラップ(42)と前面が第2固定側ラップ(47)とそれぞれ摺接する第2平板部(52)と、上記第2固定側ラップ(47)と噛み合って第2流体室(72)を形成する第2可動側ラップ(54)とを備え、
上記第2固定側部材(46)には、第2可動側ラップ(54)を挟んで第2平板部(52)に対向して第2可動側ラップ(54)と摺接する第3平板部(49)が設けられているスクロール型流体機械。 - 固定スクロール(40)と、可動スクロール(50)と、該可動スクロール(50)に係合する回転軸(20)と、上記可動スクロール(50)の自転防止機構(39)とを備えるスクロール型流体機械であって、
上記固定スクロール(40)は、第1固定側ラップ(42)を備える第1固定側部材(41)と、第2固定側ラップ(47)を備える第2固定側部材(46)とにより構成され、
上記可動スクロール(50)は、背面に上記回転軸(20)と係合する係合部(64)が設けられて前面が第1固定側ラップ(42)と摺接する第1平板部(51)と、上記第1固定側ラップ(42)と噛み合って第1流体室(71)を形成する第1可動側ラップ(53)と、上記第1可動側ラップ(53)を挟んで第1平板部(51)に対向して背面が第1固定側ラップ(42)と前面が第2固定側ラップ(47)とそれぞれ摺接する第2平板部(52)と、上記第2固定側ラップ(47)と噛み合って第2流体室(72)を形成する第2可動側ラップ(54)と、上記第2可動側ラップ(54)を挟んで第2平板部(52)に対向して第2固定側ラップ(47)と摺接する第3平板部(49)とを備えているスクロール型流体機械。 - 請求項1又は2に記載のスクロール型流体機械において、
第1可動側ラップ(53)が第1平板部(51)と一体に形成され、
第2平板部(52)が第1平板部(51)及び第1可動側ラップ(53)と別体に形成されているスクロール型流体機械。 - 請求項3に記載のスクロール型流体機械において、
第2可動側ラップ(54)が第2平板部(52)と一体に形成されているスクロール型流体機械。 - 請求項1又は2に記載のスクロール型流体機械において、
第1固定側ラップ(42)及び第1可動側ラップ(53)の渦巻き方向と第2固定側ラップ(47)及び第2可動側ラップ(54)の渦巻き方向とが互いに相違しているスクロール型流体機械。 - 請求項5に記載のスクロール型流体機械において、
可動スクロール(50)が公転すると第1流体室(71)内で流体が圧縮されて第2流体室(72)内で流体が膨張するように構成されているスクロール型流体機械。 - 請求項6に記載のスクロール型流体機械において、
第3平板部(49)には、第2流体室(72)に連通する導入用開口(66,68,69)が第2固定側ラップ(47)又は第2可動側ラップ(54)の径方向へ異なる位置に複数形成され、
上記各導入用開口(66,68,69)を開閉するための開閉機構(85)を備えているスクロール型流体機械。 - 請求項1又は2に記載のスクロール型流体機械において、
第1固定側ラップ(42)及び第1可動側ラップ(53)の渦巻き方向と第2固定側ラップ(47)及び第2可動側ラップ(54)の渦巻き方向とが互いに同じであるスクロール型流体機械。 - 請求項8に記載のスクロール型流体機械において、
第1流体室(71)及び第2流体室(72)は、それぞれの容積についての最小値に対する最大値の比が互いに相違しているスクロール型流体機械。 - 請求項8に記載のスクロール型流体機械において、
第1流体室(71)及び第2流体室(72)は、それぞれの容積についての最小値に対する最大値の比が互いに等しくなっているスクロール型流体機械。 - 請求項8に記載のスクロール型流体機械において、
第1流体室(71)及び第2流体室(72)のうちの何れか一方で圧縮した流体を他方へ導入して更に圧縮するように構成されているスクロール型流体機械。
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