JPH01294982A - スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、一対のスクロール？回転させるタイプの全
系回転形のスクロール圧縮機の原理を応用したスクロー
ル流体機械の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

スクロール圧縮機の原理は従前から知られており、１対
の渦巻突起体を組合せて圧縮作業を行う容積形圧縮機の
一種である。通常、渦巻突起体の一方全固定し、他方を
揺動運動させて圧縮作用を行うが、双方の渦巻突起体を
それぞれの中心の回りに回転させる。いわゆる、全系回
転形のものもその原理は米国特許第！１８８４５９９号
明細書で公知である。

この全系回転形のスクロール圧縮機の原理図？第９図に
示す。駆動スクロール川はＩＥ！ｗＪ機。

機関、又はタービンなどの駆動源により、その軸中心０
１を中心として一］Ｅ運動する。従動スクロールｔ　２
００）もその軸中心０鵞を中心として、駆動スクロール
１■の（ロ）転に同期して同転運動をさせる。

双方の１０ｊ転により圧縮室ｔＡｌは中心側に移動して
いってその容積を減じ、圧縮機体の圧力が上昇し、吐出
口ｔ　ｇｏｏｂ）から高圧気体として圧出される。

第９図１ｆＬｌの０°状態では、圧縮室３Ｖｃ気体が吸
入された状態であり、（ｂ１〜＋（１１に示す以後００
−９０’−１８０’　−２７０’−３６０°（０’）　
Ｃ７）回転により、圧縮室ｔＡｌｌ″ｉ次第に中心側に
移幼し容積が減少する。この間、双方のスクロールＩ（
１１１２００）の渦巻突起体（１ｆｌＯａ）（２００ａ
）による半径方向のシール部日は半径方向に一直線上Ｖ
Ｃ並んで静止状態で一定位置を占めていることが分かる
。

ところで、このような全系回転形のスクロール流体機械
のスクロール自体の形状として、特開昭５９−９９０８
５号公報に開示されている第１０図のような形状を用い
た場合、両スクロールｒｌＩｌＯ（２００）の各渦巻突
起体（１０（ｌａ）（２００ａ）は、外側曲線（１００
ｂ）１００ｂ）（と、内方に円弧（１Ｏｏｃ）（２００
ｄ）を有する内側曲線（１００ｄ）（１０ｅ）と、これ
ら両曲線を接続する円弧（１００ｅ）（２００ｆ）とで
形成されているため、両スクロールにより構成される圧
縮室間が両スクロールの相対的旋回運動にともない実質
的に零となシ、極めて大きな圧縮比？得ることになる。

〔発明が解決しようとする課顕〕

上記のような従来のスクロール流体機械では、外側曲線
と内側曲線とを円弧で接続しているため、外側曲線と円
弧とを滑らかに接続した場合ＶＣは、円弧と内側曲線と
の接続部が寸法公差のばらつきにより、第１Ｏ図中破線
のように角部（１００ｆ）が生じ、これを１能正する必
要があるばがりてなく、運転中に両スクロールにより、
圧縮室間が実質的に零となるため、過圧縮となって大き
なＳ＃や騒音が発生するという課顕があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、スクロール圧縮機の原理と応用し、簡単な構
成で憑幼や騒音ｌ！！−低減できるスクロール流体機械
を得ることを目的としている。

〔ａ題を解決するための手段〕

この発明の第１の発明に係るスクロール流体機械は、一
対のスクロールが共働して圧縮室を構成するスクロール
流体機械において、上記−対のスクロールのうちの一方
は、外側曲線と内側曲線とを結ぶ円弧のうち、上記外側
曲線又は上記内側曲線との交わる部分を含み、先端から
根元までの範囲に切欠きを形成したものである。

また、この発明の別の発明に係るスクロール流体機械は
１円弧には、外側曲線又は内側曲線との交わる部分を含
み、先端から根元までの範囲に第１の切欠きを形成する
と共に、上記円弧の周方向におｈて上記第１の切欠きと
は異なる範囲に＠２の切欠きを形成したものである。

〔作用〕

この発明の＠１の発明においては、外側曲線と内弧の交
わる部分、又は円弧と内側曲線の交わる部分のいずれか
が、先端から根元までの範囲が切欠かれており、この切
欠きにより、外側曲線又は内側曲線と円弧との変わる部
分の角部が削り落され、角部の残存を防止できるばかり
でなく、一方のスクロールのこの切欠き部分に他方のス
クロールの円弧部分が合致した場合、この切欠き部分で
、この高い圧力の圧縮室間が隣９の圧縮室ｆＢｌと連通
し、圧縮室間の圧力を圧縮室ＩＢＩへ逃がし、過圧縮を
防止している。

また、この発明の第２の発明においては、外側曲線又は
内側曲線と円弧との交わる部分に形成された第１の切欠
き部と、この第１の切欠き都とは異なる目方向位置に形
成されたｆｆＪ２の切欠き部とで２段階に圧縮室の過圧
縮を防止できる。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を第１図ないし第４図で説明す
る。図において、１１；は上部に配設され、第１のスク
ロールを構成した駆動スクロールで、円板部（ｌｂ）に
揚巻突起体Ｎａ）が設けられ、軸中心０１に吐出口（ｌ
ｃ）が設けられ、上方に駆動軸（Ｉｆ）が一体に、又は
固着により比されて−る。（ｌａ）は後述する弁例を介
して吐出口（ＩＣ）に連通ずる軸方向の連通口（］−構
成する排気経路、（ｌｅ）は半径方向にあけられた複数
の吐出穴である。ここで、渦巻突起体（ｌａ）の形状を
第１図ないし第８図で詳述すると、（ｌｆ）はインボリ
ュート曲線で形成された外側曲線、（１２）は内方が円
弧（ｌｋ）で構成された内側曲線、ｒｌｈ）は外側曲線
（１ｆ）を基準に内側曲線（ＩＦ）に接続される円弧、
ｒｌｊ）はこの円弧（ｌｈ）と上記内側曲線（ＩＦ）と
の接続部（Ｈａ）において渦巻突起体（ｊａ）の先端か
ら円板部（ｌｂ）の範囲に形成された切欠きで、周方向
及び軸方向とも直線状？なしている。なお、切欠き（ｌ
ｊ）は接続ｇ（０）ｉ基点として円弧（１ｈ）を切削し
て形成される。

（２）は下戸に配設され、第２のスクロールを構成した
従前スクロールで、円板部〔２ｂ）に設けられた渦巻突
起体（２ａ）が渦巻突起体（１ａ）に組合わされ、下部
にボス部（２Ｃ）が設けられている。

ここで、渦巻突起体（２ａ）の形状を第１図で詳述する
と、（２ｄ）はインボリュート曲線で形成された外側曲
線、（２θ）は円方が円弧（２ｙ）で構成された内側曲
線、（２ｆ）は外側曲線ｒｇａ）と内側曲娠Ｃ２θ）と
を接続する円弧、１３１は吸気口（８ａ）を介して真空
引きされる真空容器（図示せず）内と連通ずる第１の容
器を構成する円筒状の容器、（ａｂ）はその吸入室、（
８Ｃ）はこの容器＋３１の下端に設けられた軸受ハウジ
ングで、＠受、５１　、１６１　：ｉ介し上記従動スク
ロール（２）のボスＦＡ（２ｃ）を支持している。１７
）は容器（３１の上端にボルト（８１によりＯリング１
ｒ８ｄ）内のＯリングｔＦＤ＋を介して気密に取付けら
れた上部ハウジングで、中央＆ＲＫ円筒状の軸受支持部
（７ａ）が設けられている。（７ｂ）は上記ハウジング
＋７１内に形成される環状の大気王室、α漫はこの室（
ｒｂ）内に封入された油、０２１は軸受支持部（７ａ）
に嵌合され駆動軸（ば）を支持する軸受。

Ｇ３１Ｈスプリング０４でバックアップされたシール、
　０［ｉｌは上部ハウジング・７１にボルト０８１で固
定されたフランジであり、大気室（７ｂ）全大気に連通
させる連通口ｒ１５ａ）を有している。０ηは駆動軸（
Ｉｆ）を支承する軸受、ｌｌｌ１ｏＶ′ｉフランジ１Ｉ
６１ＶＣ固定された邪魔板、１．１ｆＡＹ′ｉ、押え板
で、ボルトｗによって上部ハウジング；７）に固定され
、シール０３１及び軸受Ｕカを支持している。ヴυは駆
動源の電動機で、そのモータフランジ（２１ａ）で７ラ
ンジ０５１上にボルトのにより取付けられている。（２
ｔｂ）　Ｉｒ１８６機３１の同転軸で、軸継手・悠によ
り駆動軸（ば）ｆ！：連通している。２４１は吐出口（
ｌｃ）に設けられた弁で、ばね側により逆止されている
口 辺は容器＋３１内に封入された油である。

上記−実苑例のポンプの動作は、次のようになる。モー
タｃ！ｌｌを回転すると、駆動スクロール（１）は軸中
心０．全中心として回転され、その渦巻突起体（ｌａ）
に渦巻突起体（２ａ）が排触した従動スクロールｉ２１
が軸中心０意ヲ中心として追従して回転される。双方の
スクロール＋ＩＩ　、　（２）の回転により、気体の吸
入、圧縮、吐出しか行われる。

従って、上記スクロールＩｌｌ　、　（２）の回転によ
り、吸入口（８ａ）から被真空引き体（図示は略す）の
気体が吸入され、吸入室（８ｂ）に吸入され、圧縮室穴
に入る。圧縮室穴に入った気体は、圧縮室穴が中心側に
移切することにより、気体の圧縮作用が行なわれ、吐出
口−Ｃ）から吐出しされる。

一方、容器（３）内の油６υは双方の渦巻突起体（ｌａ
）。

【２ａ）の先端及び対応する両側壁の接触部の封止し、
気密性ｆｔ確保すると共に軸受１５１１６１を潤滑して
いる。また、圧縮された気体は、吐出口（ＩＣ）から油
の非圧縮性の性質を利用して、弁鏝を押し上げ、排気経
路Ｈａ）、吐出穴（ｌｅ）を経て、大気圧室（７ｂ）に
至る。

この大気圧室（７ｂ）は相当大きい容積で構成されてお
り、ここで気体と油は分離され、さらに邪魔板α９で油
は確実に分離され、気体は連通口（１５ａ）から大気中
へと排出される。分離された油圓は大９１圧室（７ｂ）
に貯留され、用受ｔＩ２１ケ潤滑する。

更にシール（Ｊ３１は大気圧室（７ｂ）と吸入室（８ｂ
）の密封を行っている。゛また、弁例は圧縮室回内より
圧縮吐出された気体および油が大気圧室（ｎ）より圧縮
室回内へ逆戻りすることを防止し、真空朋を向上させる
役目をしている。この弁例の位置は吐出口（ＳＣ）に設
けられるのが′４ブしい、なお、升ａはばね［Ｆ］υで
逆止されている。

ところで、両渦巻突起体（１ａ）４２ａ）のｆｔ１Ｒ的
咋回によって、渦巻突起体（ｌａ）の内側曲線ｒｔ２）
に接触しなから渦巻突起体（Ｐｌａ）の円弧（２ｆ）が
相対変位し、圧縮室間がｌｆ縮される。ここで、円弧（
２で）が第４図のように切欠きｒｌｊ）に対向すると、
渦巻突起体（１ａ）の円弧１１ｈ）と渦巻突起体（２ａ
）の円弧（２ｆ）との間に微少間隙が形成され、品玉と
なっている圧縮室間が次の比較的低い圧力の圧縮室ＩＢ
＋と連通し、圧縮室間の圧力が圧縮室ＩＢＩに逃げるこ
とＶＣなり、圧縮室間の過圧縮が抑制される。

次に、この発明の別の発明を第５図ないし第６図で説明
する。図において％　ｌ１ｌ）は円弧（ｌｈ）において
切欠き（１ｊ）とは異なる位置の先端側に形成された面
取り状の切欠きである。その他の符号の説明は従来装置
と同様につき省略する。

この構成では、＃Ｊ巻突起体（２ａ）の内側曲線（２ｅ
）が渦巻突起体（１ａ）の切欠き（ｌｒ）に位ｆｔ？Ｊ
れることにより、圧縮室回内の圧力が逃げることＶＣな
り、また、切欠き（１ｊ）に位置されることによっても
、圧力が逃げることになる。つまり、圧縮室間の過圧縮
が２段階に抑制される。

ところで、上記説明では、切欠き（１ｊ）は円弧Ｌ　ｌ
ｈ）と円弧（ｌｋ）との接続部ｔＣ＋を基点として円弧
（１ｈ）を切削することで形成したが、接続部１ｃＩ　
ｉ基点として周方向両側を切削しても同様の効果倉奏し
、また、切欠き（１ｊ）は直線状に限定するものでもな
い。

ｆた、一方切欠き（Ｉｔ）は面取りで構成したが、先端
から根元まで第７図ないし第８図のように破線で示す範
囲を切削したものでも良いことは言う筐でもない。

また更（、両欠き（ｌｊ）（１ｔ）は連続的に形成され
たものでも良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の第１の発明では、−対のスクロ
ールのうちの一万は、外側曲線と内側曲線とを結ぶ円弧
のうち、上記外側曲線メは上記内側曲線との交わる部分
を含み、先端から根元までの範囲に切欠きを形成し念の
で、外側曲線又は内側曲線と円弧との交わる部分の寸法
のばらつきＶＣよる角部を収り除くことができると共に
、この収り除いた部分の切欠きで、ＥＥ＠室の過圧縮を
抑制でき、装置の根＃及び騒音を頚少できる効果がある
。

また、この発明の第２の発明では１円弧には、外側曲線
又は内側曲線との交わる部分を含み、先端から根元まで
の範囲に第１の切欠きを形成すると共に、上記円弧の周
方向において上記粥ｌの切欠きとけ異なる屯囲に第２の
切欠きを杉収したので、圧縮室の過圧縮を段階的に清め
らかに抑制でき、装置の振切及び騒音の低減機能が著し
く向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部ケ示す部分断面平面
図、第２図はこの発明の全体構成を示ｆ部分断面剣面図
、＠８図は第１図の要部拡大図、第１図は動作状態を示
す要部拡大図、第５図はこの発明のＩｔｓ！、の実施例
を示す部分断面平面図、纂６図はその４−■線における
拡大断面図％第７図はこの虻明の他の実施例を示す部分
断面平面図、第８図はそのトＩ線における拡大断面図、
第９図は従来装置？示す部分断面平面図、第１Ｏ図はそ
の部分拡大平面図である。 図中、＋１１は裾前スクロール、（１ａ）は渦巻突起体
。 ｆ　ｔｆ）は外側曲線、（１２）は内側曲線、（１ｋ）
は円弧。 （１ｈ）ｔｒｉ円弧、（ｌｊ）は切欠き、　　（Ｉｔ）
は切欠きである。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対のスクロールが共働して圧縮室を構成するス
   クロール流体機械において、上記一対のスクロールのう
   ちの一方は、外側曲線と内側曲線とを結ぶ円弧のうち、
   上記外側曲線又は上記内側曲線との交わる部分を含み、
   先端から根元までの範囲に切欠きを形成したことを特徴
   とするスクロール流体機械。
2. （２）円弧には、上記外側曲線又は上記内側曲線との交
   わる部分を含み、先端から根元までの範囲に第１の切欠
   きを形成すると共に、上記円弧の周方向において上記第
   １の切欠きとは異なる範囲に第２の切欠きを形成したこ
   とを持徴とするスクロール流体機械。