JPH01310187A - 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、一対のスクロールを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膨圧縮機の
一挿である。通常、渦巻突起体の一方を固定し、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８８８４５９９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を第９図に
示す。駆動スクロール（１００）は電動機。

機関、又はタービンなどの駆動源により、その軸中心Ｏ
Ｉを中心として回転運動する。従動スクロール（２００
）もその軸中心６．を中心として、駆動スクロール（１
００）の回転に同期して回転運動をさせる。

双方の回転により圧縮室内は中心側に移動していってそ
の容積を減じ、圧縮気体の圧力が上昇し、吐出口（２０
０ｂ）から高圧気体として圧出される。

第９図（亀）の０°の状態では、圧縮室８に気体が吸入
された状態であり、０）〜（ｄｌに示す以後０°−９０
６−１８０°−２７０°−３６０°（０°）の回転によ
り、圧縮室（３）は次第に中心側に移動し容積が減少す
る。この間、双方のスクロール（ｚｏｏ）（２００）の
渦巻突起体（Ｚｏｏｍ）（２００１１）による半径方向
のシール部Ｓは、半径方向に−直線上に並んで静止状態
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（１００）（２００）の各渦巻突
・起体（１００ｍ）　（２００ｍ）は、外側曲線（ｘｏ
ｏｂ）（２００ａ　）と、内方に円弧（１００ａ）　（
２００ｄ）を有する内側曲線（ｌｏｏｄ）　（２００ｅ
）と、これら両凸線を接続する円弧（１００ｅ）　（２
００ｆ）とで形成されているため、両スクロールにより
構成される圧縮室内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り、極めて大きな圧縮比を得る
ことになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来のスクロール流体機械では、運転中に
両スクロールにより圧縮室（Ａ）が実質的に零となるた
め、過圧縮となって大きな振動や騒音が発生するという
課題があった。

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を応用し、簡単な構
成で振動や騒音を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。

〔課題を解決するための手段〕

こ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、上記一対のスクロールの夫々の中央部には、同極
性の礎石を互に対向配置させ、上記一対のスクロールの
中央部に反発力を作用させるようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、一対のスクロールの中央部は互に
反発するため非接触状態となり、圧縮室の高圧力が僅か
に漏れることになり、過圧縮が防止される。

〔実施例〕

以下この考案の一実施例を第１図ないし第４図で説明す
る。図において、（１）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（１ｂ）に
渦巻突起体（１ａ）が設けられ、軸中心０１に吐出口（
Ｉａ）が設けられ、上方に駆動軸（１ｆ）が一体に、又
は固着により出されている。Ｏｄ）は後述する弁（財）
を介して吐出口（ＩＣ）に連通ずる軸方向の連通口を構
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（１ａ）の形状を
第１図ないし第４図で詳述すると、（１ｆ）はインボリ
ュート曲線で形成された外側曲線、（１ｇ）は内方が円
弧（ｌｔｋ）で構成された内側曲線、（ｘ’ｈ）は外側
曲線（ｌｆ）を基準に内側曲線（Ｉｇ）に接続される円
弧、（，１ｊ）はこの円弧（１ｈ）の凹部（ＩＫ）に装
着された永久磁石である。（２）は下方に配設され、第
２のスクロールを構成した従動スクロールで、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、（２ｅ）は内方が円弧（２ｇ）で構成され
た内側曲線、（２ｆ）は外側曲線（２ｄ）と内側曲線（
２６）とを接続する円弧、（２ｊ）は永久礎石（１ｊ）
と対向する同極性の永久礎石、（２ｈ）はこの永久磁石
（２ｊ）の装着用の凹部である。なお、従動スクロール
（２］は駆動スクロール（１月とオルダム継手（図示せ
ず）で連結されている。（３）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、（８ｂ）はその吸入
室、（８６）はこの容器（３）の下端に設けられた軸受
ハウジングで、軸受（５１、（６１を介し上記従動スク
ロール（２）のボス部（２ｃ）を支持している。

（７）は容器（３）の上端にボルト（８）によりＯリン
グ溝（８ｄ）内のＯリングＧＯを介し気密に取付けられ
た上部ハウジングで、中央部に円筒状の軸受支持部（７
１）が設けられている。（７ｂ）は上記ハウジング（７
）内に形成される環状の大気圧室、東はこの室（７ｂ）
内に封入された油、υは軸受支持部（７ａ）に嵌合され
駆動軸（ｌｆ）を支持する軸受、側はスプリングσ４で
バックアップされたシール、μｓは上部ハウジング（７
）にボルトαＧで固定されたフランジであり、大気室（
７ｂ）を大気に連通させる連通口（１５ｍ）を有してい
る。（１７１は駆動軸（ｌｆ）を支承する軸受、（至）
はフランジμｓに固定された邪魔板、σ９は押え板で、
ボルト■によって上部ハウジング（７）に固定され、シ
−ル（旧及び軸受口を支持している。のは駆動源の電動
機で、そのモータフランジ（２１ｍ）でフランジ叩上に
ボルト（資）により取付けられている。（２１ｂ）は電
動機−の回転軸で、軸継手（至）により駆動軸（ｓｒ）
を連通している。（至）は吐出口（ＩＣ）に設けられた
弁で、ばね＠により逆止されている。（至）は容器（３
）内に封入された油である。

上記一実施例のポンプの動作は、次のようになる。モー
タのを回転すると、駆動スクロール（１）は軸中心０１
を中心として回転され、その渦巻突起体（１ａ）に渦巻
突起体（２ａ）が接触した従動スクロール（２）が軸中
心Ｏ□を中心として追従して回転される。

双方のスクロール（１）　、　（２１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（υ、（２）の回転により、吸
入口（８Ｓ）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）に吸引され、圧縮室（ト）に
入る。圧縮室内に入った気体は、圧縮室（５）が中心側
に移動することにより、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０刀は双方の渦巻突起体（ｌａ）、　（２ｍ）の先端
及び対応する両側壁の接触部の封止し、気密性を確保す
ると共に軸受ｔ５１　（６１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（至）を押し上げ、排気経路（ｌｄ）
、吐出穴（１ｅ）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（至）で
油は確実に分離され、気体は連通口（ｉｓａ）から大気
中へと排出される。分離された油αＤは大気圧室（７ｂ
）に貯留され、軸受＠を潤滑する。

更に、シール０荀は大気圧室（７ｂ）と吸入室（８ｂ）
の密封を行っている。また、弁（至）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（７ｂ）より圧
縮室ＣＡｌ内へ逆戻りすることを防止し、真空度を向上
させる役目をしている。この弁（至）の位置は吐出口（
］Ｃ）に設けるのが望ましい。なお、弁−はばね（７）
で逆止されている。

ところで、両渦巻突起体（１ｍ）（２ｇ＋）の相対的旋
回によって、渦巻突起体（１１）の内側曲線（Ｉｇ）に
対向しながら渦巻突起体（２ａ）の円弧（２ｆ）が相対
変位−圧縮室（５）が圧縮される。ここで、円弧（２ｆ
）の永久磁石（２ｊ）が円弧（ｔｈ）の永久磁石（１ｊ
）に対向すると、渦巻突起体（１ａ）の円弧（ｘｈ）と
渦巻突起体（２ａ）の円弧（２ｆ）との間に反発力が作
用し、微小間隙が形成され、高圧となっている圧縮室（
勾が次の比較的低い圧力の圧縮室向と連通し、圧縮室（
４）の圧力が圧縮室（Ｂ）に逃げることになり、圧縮室
（Ａ）の過圧縮が抑制される。

次に、第５図ないし第８図は他の実施例を示すもので、
円弧（２ｆ）の凹部（２ｈ）は２段状に形成され、永久
礎石（２ｊ）はこの凹部（２ｈ）に対応して２段に構成
され、通常は凹部（２ｈ）と永久磁石（２ｊ）との間に
は間隙（２１）が形成されている。両スクロール（１１
（２１の円弧（ｘｈ）（ｚｆ）が互に対向すると第７図
ないし第８図のように、永久礎石（ｌｊ）（２ｊ）が反
発し、永久磁石（２ｊ）の外周は円弧（２ｆ）よりもδ
だけ沈むことになり、過圧縮が抑制される。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、一対のスクロールの夫々の中
央部には、同極性の磁石を互に対向配置させ、上記一対
のスクロールの中央部に反発力を作用させるようにした
ので、圧縮室の過圧縮を抑制でき、装置の振動及び騒音
を減少できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部を示す部分断面平面
図、第２図はこの発明の全体構成を示す部分断面側面図
、第８図は第１図の要部拡大図、第４図は第１図のＩＶ
−ＩＶ線における拡大断面図、第５図はこの発明の他の
実施例を示す部分平面図、第６図はそのＷ−Ｖｌ線にお
ける拡大断面図、第７図はこの発明の他の実施例を示す
部分平面図、第８図はその鴇−■線における拡大断面図
、＠９図は従来装置を示す部分断面平面図、第１０図は
その部分拡大平面図である。 図中、（ｌｊは駆動スクロール、（１ａ）は渦巻突起惧
（１ｆ）は外側曲線、（Ｉｇ）は内側曲線、（１ｋ）は
円弧、（ｌｈ）は円弧、（ｌｊ）（２ｊ）は永久礎石で
ある。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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夫々の
   中央部には、同極性の磁石を互に対向配置させ、上記一
   対のスクロールの中央部に反発力を作用させるようにし
   たことを特徴とするスクロール流体機械。