JP7134641B2 - スクロール流体機械 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明に係るスクロール圧縮機は、第1端板上に渦巻状の第1壁体が設けられた第1スクロール部材と、前記第1端板に向かい合うように配置された第2端板上に渦巻状の第2壁体が設けられ、該第2壁体が前記第1壁体と噛み合って密閉空間を形成するように相対的に公転旋回運動を行う第2スクロール部材とを備え、前記密閉空間の密閉が開始された後、前記密閉空間の容積変化が緩やか又は略一定となる第1領域が設定され、前記第1端板及び前記第2端板の少なくとも一方は、渦巻方向の外周側から内周側に向かって該壁体の高さが連続的に増加する第1壁体傾斜部を有し、前記第1壁体及び前記第2壁体の少なくとも一方は、前記第1壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該第1壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する第1端板傾斜部を有し、前記第1壁体傾斜部及び前記第1端板傾斜部の位置及び形状によって、前記第1領域の少なくとも一部が設定されていることを特徴とする。
また、平坦部の範囲が180°を大きく超えてしまうと、第1/第2壁体傾斜部又は第1/第2端板傾斜部が設けられる領域が減少し、傾斜の傾き角度が大きくなってしまう。傾き角度が大きくなると公転旋回運動時の旋回直径に起因するチップクリアランスの変化量が大きくなり流体漏れが大きくなるおそれがある。したがって、壁体平坦部及び端板平坦部は180°の領域とすることが好ましい。ただし、180°は厳密なものではなく、流体漏れが大きくならない範囲で180°を多少超えた角度は許容される。
冷凍サイクル10は、図1に示すように、冷媒(流体)を圧縮するスクロール圧縮機1と、圧縮された冷媒の熱を外部に放熱する凝縮器2と、凝縮器2から流出した冷媒を減圧する高圧側に設けられる第1膨張弁3と、減圧された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するエコノマイザ(気液分離器)4と、液冷媒を更に減圧する低圧側に設けられる第2膨張弁5と、減圧された冷媒に熱を吸収させる蒸発器6と、エコノマイザ4からガス冷媒をスクロール圧縮機1に導くインジェクション流路7などを備える。
図示しない電動モータ等の駆動源によって、旋回スクロール19が固定スクロール18回りに公転旋回運動を行う。これにより、各スクロール18,19の外周側から流体を吸い込み、各壁体18b,19b及び各端板18a,19aによって囲まれた圧縮室20に冷媒を取り込む。
端板18a,19a間の対向面間距離が壁体18b,19bの外周側から内周側に向かって連続的に減少する傾斜を設けることとしたので、三次元圧縮が可能となり、小型化を実現することができる。
また、平坦部の範囲が180°を大きく超えてしまうと、傾斜部の領域が減少し傾斜部の傾きφが大きくなってしまう。傾きφが大きくなると公転旋回運動時の旋回直径に起因するチップクリアランスTの変化量が大きくなり流体漏れが大きくなるおそれがある。したがって、壁体平坦部18b1,18b7,19b1,19b7及び端板平坦部18a1,18a7,19a1,19a7は180°の領域とされている。ただし、この180°は厳密なものではなく、流体漏れが大きくならない範囲で180°を多少(例えば30°程度)超えた角度は許容される。
具体的には、一方の壁体(例えば旋回スクロール19の壁体19b)に第1壁体傾斜部19b4及び第2壁体傾斜部19b2,19b6を設け、他方の端板(例えば固定スクロール18の端板18a)に第1端板傾斜部19a4及び第2端板傾斜部19a2,19a6を設けた場合には、他方の壁体18bと一方の端板19aは平坦とする。
また、従来の段付き形状と組み合わせた形状、すなわち、固定スクロール18の端板18aに第1端板傾斜部18a4及び第2端板傾斜部18a2,18a6を設ける一方で、旋回スクロール19の端板19aに段部が設けられた形状と組み合わせてもよい。
2 :凝縮器
3 :第1膨張弁
4 :エコノマイザ
5 :第2膨張弁
6 :蒸発器
7 :インジェクション流路
10 :冷凍サイクル
11 :ハウジング
12 :スクロール圧縮機構
13 :中間カバー
14 :ディスチャージカバー
15 :上部カバー
15a :吐出口
16 :吐出チャンバー
18 :固定スクロール
18a :端板
18a1 :端板平坦部
18a2 :第2端板傾斜部
18a3 :端板平坦部
18a4 :第1端板傾斜部
18a5 :端板平坦部
18a6 :第2端板傾斜部
18a7 :端板平坦部
18a8 :外周側端部
18a9 :内周側端部
18b :壁体
18b1 :壁体平坦部
18b2 :第2壁体傾斜部
18b3 :壁体平坦部
18b4 :第1壁体傾斜部
18b5 :壁体平坦部
18b6 :第2壁体傾斜部
18b7 :壁体平坦部
18b8 :外周側端部
18b9 :内周側端部
18d :チップシール溝
19 :旋回スクロール
19a :端板
19a1 :端板平坦部
19a2 :第2端板傾斜部
19a3 :端板平坦部
19a4 :第1端板傾斜部
19a5 :端板平坦部
19a6 :第2端板傾斜部
19a7 :端板平坦部
19a8 :外周側端部
19a9 :内周側端部
19b :壁体
19b1 :壁体平坦部
19b2 :第2壁体傾斜部
19b3 :壁体平坦部
19b4 :第1壁体傾斜部
19b5 :壁体平坦部
19b6 :第2壁体傾斜部
19b7 :壁体平坦部
19b8 :外周側端部
19b9 :内周側端部
20 :圧縮室
21 :吸入口
22 :吐出ポート
23 :吐出口
24 :吐出管
25 :インジェクション管
26 :インジェクションポート
27 :リード弁
28 :チップシール
Claims (10)
- 第1端板上に渦巻状の第1壁体が設けられた第1スクロール部材と、
前記第1端板に向かい合うように配置された第2端板上に渦巻状の第2壁体が設けられ、該第2壁体が前記第1壁体と噛み合って密閉空間を形成するように相対的に公転旋回運動を行う第2スクロール部材と、
を備え、
前記密閉空間の密閉が開始された後、前記密閉空間の容積変化が緩やか又は略一定となる第1領域が設定され、
前記第1壁体及び前記第2壁体の少なくとも一方は、渦巻方向の外周側から内周側に向かって該壁体の高さが連続的に増加する第1壁体傾斜部を有し、
前記第1端板及び前記第2端板の少なくとも一方は、前記第1壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該第1壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する第1端板傾斜部を有し、
前記第1壁体傾斜部及び前記第1端板傾斜部の位置及び形状によって、前記第1領域の少なくとも一部が設定され、
前記第1領域の前に前記密閉空間の容積が減少する第2領域が設定されていることを特徴とするスクロール流体機械。 - 前記第1端板又は前記第2端板に、前記密閉空間内の流体圧力よりも高圧の流体を前記密閉空間内に供給する流体供給部が設けられ、
前記流体供給部が前記第1領域に設けられることを特徴とする請求項1に記載のスクロール流体機械。 - 前記第1領域の後に前記密閉空間の容積が減少する第3領域が設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載のスクロール流体機械。
- 前記第1壁体及び前記第2壁体の少なくとも一方は、渦巻方向の外周側から内周側に向かって該壁体の高さが連続的に減少する第2壁体傾斜部を有し、
前記第1端板及び前記第2端板の少なくとも一方は、前記第2壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該第2壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する第2端板傾斜部を有し、
前記第2壁体傾斜部及び前記第2端板傾斜部の位置及び形状によって、前記第2領域及び前記第3領域のそれぞれの少なくとも一部が設定されていることを特徴とする請求項3に記載のスクロール流体機械。 - 前記第1壁体傾斜部よりも外周側に配置される前記第2壁体傾斜部の外周側端部における歯先高さは、前記第1壁体傾斜部の内周側端部における歯先高さと同一である請求項4に記載のスクロール流体機械。
- 前記第1端板傾斜部よりも外周側に配置される前記第2端板傾斜部の外周側端部における歯底面高さは、前記第1端板傾斜部の内周側端部における歯底面高さと同一である請求項4又は5に記載のスクロール流体機械。
- 前記第1壁体及び前記第2壁体の歯先には、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールが設けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のスクロール流体機械。
- 前記第1壁体及び前記第2壁体の歯先と、前記歯先に対向する歯底の少なくとも一方には、コーティングが施されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のスクロール流体機械。
- 前記第1壁体及び前記第2壁体の最外周部及び/又は最内周部には、高さが変化しない壁体平坦部が設けられ、
前記第1端板及び前記第2端板には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のスクロール流体機械。 - 前記壁体平坦部及び前記端板平坦部は、前記第1スクロール部材又は前記第2スクロール部材の中心回りに180°の領域にわたって設けられていることを特徴とする請求項9に記載のスクロール流体機械。
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