JP6903826B2 - スクロール圧縮機における動的半径方向コンプライアンス - Google Patents
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Description
スクロール技術における半径方向コンプライアンスは、スクロールセット(例えば、旋回スクロールおよび固定スクロール)が、圧縮中にインボリュート壁の接触を維持することによって旋回スクロールのシャフトジャーナルの偏心オフセットを確立することを可能にする。
Ffl=Fcos−Fccw−Frg+Fs*sinΦ …(式1)
したがって、式1のそれぞれのパラメータを特定することによって、適切かつ本質的に一定の側面力接触をモータのすべての動作条件および速度において維持することができる。旋回スクロール遠心力はFcosであり、これは本質的にコンプライアントバランスウェイトのFccwによって相殺される。低速では、動作条件も通常は低い。したがって、主圧縮ガス力Fsも、半径方向ガス力Frgと同様により低くなる。したがって、駆動角度Φを最大化して大きな圧縮力FSの構成要素を増加させることができ、これは本質的に最適な側面力Fflを生成するのに十分な小さい半径方向ガス力Frgをオフセットする。
Ffl;=Fcos−Fccw−Frg+Fs*sinΦ+Fspr …(式2)
F1*D3=F2*(D2+D4) …(式3)
D3は、距離1608を表し、D2は、距離1602を表し、D4は、距離1704を表す。
D3<D5およびD2>D6 …(式6)
D5は、距離902を表し、D6は、距離903を表す。
上述したように、高速では、旋回スクロール質量は、スライダブロックおよび軸受インサートを含む軸受アセンブリに撓みを生じさせる。図18に示すように、旋回スクロール14は、より大きな直径の軸受アセンブリに適合されており、これは先の例と比較して長さが短くてもよい。換言すれば、ジャーナルリング1900を追加するための空間を確保するために、軸受アセンブリの直径が増加される。増加した出力消費をオフセットするために、軸受アセンブリは、例えば、長さを短くすることができる。
Claims (16)
- 主軸に沿って上下に延びる主部分と、該主部分の上方に設けられ且つ該主部分の直径よりも小さな直径を有するシャフト偏心部を含む駆動シャフトと、
前記シャフト偏心部に配置されたスライダブロックと、
前記スライダブロックに配置された旋回スクロールであって、旋回スクロールベースプレートと、前記旋回スクロールベースプレートから軸方向に延びる渦巻状ラップとを有する旋回スクロールと、
固定スクロールベースプレートを有する固定スクロールであって、前記固定スクロールベースプレートから軸方向に延び、前記旋回スクロールの前記渦巻状ラップに入れ子状に巻かれた渦巻状ラップを有する固定スクロールと、
前記スライダブロックと係合するボアを有するバランスウェイトと、
前記バランスウェイトを支持し、前記駆動シャフトと係合するボアを有するバランスウェイトガイドプレートとを備え、
前記バランスウェイトは、上向きの前記主軸に垂直な第1の表面を含み、
前記バランスウェイトガイドプレートは、前記主軸に垂直かつ前記第1の表面に平行であり、前記第1の表面に面する第2の表面を含む、スクロール圧縮機。 - 前記バランスウェイトガイドプレートが、軸方向に上方に延びるアームを含み、このアームは前記第1の表面を含む前記バランスウェイトの一部を覆うように半径方向内向きに延びる部分を含み、
前記半径方向内向きに延びる部分が、前記第2の表面を含み、
前記第1の表面が、前記第2の表面に面する突出部を含む、請求項1に記載のスクロール圧縮機。 - 前記バランスウェイトガイドプレートの前記ボアを挟んで前記アームの反対側の前記バランスウェイトガイドプレートの一部が、前記バランスウェイトを越えて半径方向に外向きに延びる、請求項2に記載のスクロール圧縮機。
- 前記バランスウェイトが、前記軸方向で前記ボアの上の半円形の上部表面と、前記上部表面に垂直な2つのフラットな端部面とを含み、
外径表面が、前記バランスウェイトの外径の一部の周りに円周方向に配置され、
前記第1の表面が、前記上部表面および外径表面の切り欠き部分内に配置され、前記第1の表面が、前記軸方向に前記上部表面よりも低く配置される、請求項2に記載のスクロール圧縮機。 - 前記バランスウェイトの底部表面部分が、前記バランスウェイトガイドプレートの上部表面の一部に接触する、請求項1に記載のスクロール圧縮機。
- 前記バランスウェイトの前記外径表面が、前記バランスウェイトガイドプレートの前記アームの縦方向に延びる部分の内向き表面に面する、請求項4に記載のスクロール圧縮機。
- 前記旋回スクロールのハブの軸方向端部が、前記軸方向に前記バランスウェイトの前記第1の表面よりも低く配置される、請求項1に記載のスクロール圧縮機。
- 前記バランスウェイトおよびバランスウェイトガイドプレートが、前記軸方向に前記駆動シャフトの主軸受の上に配置される、請求項1に記載のスクロール圧縮機。
- 前記駆動シャフトが、前記駆動シャフトの残りの部分の直径よりも小さく、前記シャフト偏心部の直径よりも大きい直径を有する前記シャフト偏心部の下の段付き直径部分を含み、
前記バランスウェイトガイドプレートの前記ボアが、前記駆動シャフトの前記段付き直径部分に配置される、請求項1に記載のスクロール圧縮機。 - 前記旋回スクロールの質量中心から前記バランスウェイトの質量中心までの軸方向距離が、前記旋回スクロールの質量中心から前記バランスウェイトガイドプレートの下に配置される主軸受の中心までの軸方向距離の半分未満である、請求項1に記載のスクロール圧縮機。
- 前記バランスウェイトガイドプレートが、軸方向に上方に延びるアームを含み、このアームは前記第1の表面を含む前記バランスウェイトの一部を覆うように半径方向内向きに延びる部分を含み、
前記半径方向内向きに延びる部分が、前記第2の表面を含み、
孔が、前記アームの前記半径方向内向きに延びる部分に配置され、ねじが、前記ねじの軸方向端部と前記第1の表面との間の隙間が前記ねじの位置に基づいて調整されるように前記孔に配置される、請求項1に記載のスクロール圧縮機。 - 弾性部材が、前記第1の表面の下方に配置され、力を半径方向に付与する前記バランスウェイトの前記外径表面の孔に配置され、
前記バランスウェイトガイドプレートの前記アームの上方に延びる部分が、前記弾性部材の張力を調整するための調整機構を含む孔を含む、請求項4に記載のスクロール圧縮機。 - 前記旋回スクロールが、延性鉄で作製され、前記固定スクロールが、鋳鉄で作製される、請求項1に記載のスクロール圧縮機。
- 前記バランスウェイトが、
第1の半径に配置された上側外向き表面と、
前記第1の半径よりも大きく、前記上側外向き表面よりも低く配置された第2の半径に配置された中間外向き表面と、
前記第2の半径よりも大きく、前記中間外向き表面よりも低く配置された第3の半径に配置された下側外向き表面とを備える、請求項1に記載のスクロール圧縮機。 - 前記弾性部材が、ばねアセンブリである、請求項12に記載のスクロール圧縮機。
- 前記バランスウェイトの質量中心が、前記旋回スクロールの前記質量中心を105〜115%超え、
前記シャフト偏心部の駆動フラットと前記シャフト偏心部の偏心オフセットとの関係である駆動角度が、4〜15度の範囲であり、
前記ばねのばね力が、20〜80ポンドの範囲内の力を有し、
前記旋回スクロールおよび前記固定スクロールの前記渦巻状ラップが、前記駆動シャフトの速度が6000〜9000回転/分(RPM)の範囲にあるときに小さな隙間によって互いに分離される側面を有する、請求項15に記載のスクロール圧縮機。
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