JPH0311102A - スクロール流体機械 - Google Patents
スクロール流体機械Info
- Publication number
- JPH0311102A JPH0311102A JP14601189A JP14601189A JPH0311102A JP H0311102 A JPH0311102 A JP H0311102A JP 14601189 A JP14601189 A JP 14601189A JP 14601189 A JP14601189 A JP 14601189A JP H0311102 A JPH0311102 A JP H0311102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scroll
- spiral
- pitch
- volume
- fluid machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 29
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
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。
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〕
本発明は、容積形流体機械の一種であるスクロール流体
機械に関するものである。
機械に関するものである。
一般に知られているスクロール流体機械の基本的な原理
は次に示す通りである。
は次に示す通りである。
ここで、スクロール流体機械の基本要素は、台５図に示
されており、同図において、符号１および２は各々が互
いに偏心して組み合わされ同一形状の渦巻体をもつ固定
スクロールと揺動スクロール、３はこれら両スクロール
１．２間に形成される圧縮室としてのチャンバー、４は
ボートである。
されており、同図において、符号１および２は各々が互
いに偏心して組み合わされ同一形状の渦巻体をもつ固定
スクロールと揺動スクロール、３はこれら両スクロール
１．２間に形成される圧縮室としてのチャンバー、４は
ボートである。
先ず、スクロール流体機械を揺動式の圧縮機として用い
た場合を考えると、固定スクロール１は空間に対して静
止しており、揺動スクロール２はその姿勢を空間に対し
て変化させない回転運動すなわち揺動運動を所定のクラ
ンク半径（揺動半径）で行い、第５図にＯ”、９０’、
１８０＠、２７０”に示すように運動する。このと
き、揺動スクロール２の運動に伴って、固定スクロール
１および揺動スクロール２の間に形成される三日月状の
チャンバー３は順次容積を減じる。そして、チャンバー
３内に吸い込まれた流体は圧縮されてボート４から吐き
出される。
た場合を考えると、固定スクロール１は空間に対して静
止しており、揺動スクロール２はその姿勢を空間に対し
て変化させない回転運動すなわち揺動運動を所定のクラ
ンク半径（揺動半径）で行い、第５図にＯ”、９０’、
１８０＠、２７０”に示すように運動する。このと
き、揺動スクロール２の運動に伴って、固定スクロール
１および揺動スクロール２の間に形成される三日月状の
チャンバー３は順次容積を減じる。そして、チャンバー
３内に吸い込まれた流体は圧縮されてボート４から吐き
出される。
一方、膨張機として用いた場合には、第５図に０”、２
７０ ．１８０°、９０°で示すように逆に運動し、流
体はボート４からチャンバー３内に吸い込まれて膨張し
て渦巻の外周に吐き出される。
７０ ．１８０°、９０°で示すように逆に運動し、流
体はボート４からチャンバー３内に吸い込まれて膨張し
て渦巻の外周に吐き出される。
これがスクロール流体機械の作動原理である。
なお、上記は便宜的に揺動式のスクロール流体機械とし
て説明したが、両スクロールを所定の距離だけ偏心して
組み合わせた状態で自転させる両回転式のスクロール流
体機械であっても、両スクロールが相対的に揺動運動を
行うという点で本質的な差異はない。
て説明したが、両スクロールを所定の距離だけ偏心して
組み合わせた状態で自転させる両回転式のスクロール流
体機械であっても、両スクロールが相対的に揺動運動を
行うという点で本質的な差異はない。
従来、この種のスクロール流体機械は圧縮機として第６
図に示すように構成されている。これを同図に基づいて
説明すると、同図において、符号ＩＯは固定スクロール
、１１は揺動スクロール、１２はクランク軸、１３はモ
ータロータ、１４はモータステータ、１５は揺動スクロ
ールの自転を防止し両スクロール１０．１１の角度位置
を保つオルダムリングである。また、１６ａおよび１６
ｂは軸受支え、１７はスラスト軸受、１８は揺動軸受、
１９は主軸受、２０は副軸受である。
図に示すように構成されている。これを同図に基づいて
説明すると、同図において、符号ＩＯは固定スクロール
、１１は揺動スクロール、１２はクランク軸、１３はモ
ータロータ、１４はモータステータ、１５は揺動スクロ
ールの自転を防止し両スクロール１０．１１の角度位置
を保つオルダムリングである。また、１６ａおよび１６
ｂは軸受支え、１７はスラスト軸受、１８は揺動軸受、
１９は主軸受、２０は副軸受である。
このように構成されたスクロール流体機械においては、
モータステータ１４への通電によってモータロータ１３
にトルクが発生し、このトルクによってクランク軸１２
が回転する。このとき、揺動スクロール１１がオルダム
リング１５に案内されて自転することなく揺動運動し、
第５図に示すように両スクロール１０．１１間で圧縮作
用が行われる。
モータステータ１４への通電によってモータロータ１３
にトルクが発生し、このトルクによってクランク軸１２
が回転する。このとき、揺動スクロール１１がオルダム
リング１５に案内されて自転することなく揺動運動し、
第５図に示すように両スクロール１０．１１間で圧縮作
用が行われる。
ところで、この種のスクロール流体機械においては、任
意の渦巻壁厚に対して両渦巻間の多点接触が幾何学的に
保証され、かつ加工し易いという利点があることから、
渦巻形状として径方向の渦巻ピッチが一定の寸法をもち
インボリュート（円の伸開線）あるいは円弧の組み合わ
せ（多角形の伸開線）からなるものが通常用いられてい
る。
意の渦巻壁厚に対して両渦巻間の多点接触が幾何学的に
保証され、かつ加工し易いという利点があることから、
渦巻形状として径方向の渦巻ピッチが一定の寸法をもち
インボリュート（円の伸開線）あるいは円弧の組み合わ
せ（多角形の伸開線）からなるものが通常用いられてい
る。
しかるに、従来のスクロール流体機械においては、両ス
クロールの渦巻体が一定の渦巻ピッチをもつ渦巻体によ
って形成されているものであるため、渦巻の平面形状を
決定するパラメータとしての渦巻ビフチｐ、渦巻壁の厚
さｔおよび渦巻の巻数Ｎと、この他渦巻壁の高さｈを決
定すると、渦巻ピッチル、渦巻の巻数Ｎおよび渦巻壁の
高さｈが寸法的制約から、また渦巻壁の厚さｔが強度的
な制約から行程容積（最外周の閉じ込め容積）や内部容
積比が一義的に決定され、渦巻形状設計の自由度が限定
されていた。
クロールの渦巻体が一定の渦巻ピッチをもつ渦巻体によ
って形成されているものであるため、渦巻の平面形状を
決定するパラメータとしての渦巻ビフチｐ、渦巻壁の厚
さｔおよび渦巻の巻数Ｎと、この他渦巻壁の高さｈを決
定すると、渦巻ピッチル、渦巻の巻数Ｎおよび渦巻壁の
高さｈが寸法的制約から、また渦巻壁の厚さｔが強度的
な制約から行程容積（最外周の閉じ込め容積）や内部容
積比が一義的に決定され、渦巻形状設計の自由度が限定
されていた。
すなわち、一定のピッチをもつ渦巻では、圧縮機の場合
に所定の寸法（渦巻壁の高さｈとスクロール外径）に対
して内部容積比を大きくするために、渦巻の巻数Ｎを大
きくする代わりに渦巻ピッチｐを小さくする必要があり
、このため行程容積が小さくなる。また、渦巻の最内周
１巻分を取り除いた膨張機の場合にも、その行程容積（
最内周の閉じ込め容積）は寸法の面から制約を受ける。
に所定の寸法（渦巻壁の高さｈとスクロール外径）に対
して内部容積比を大きくするために、渦巻の巻数Ｎを大
きくする代わりに渦巻ピッチｐを小さくする必要があり
、このため行程容積が小さくなる。また、渦巻の最内周
１巻分を取り除いた膨張機の場合にも、その行程容積（
最内周の閉じ込め容積）は寸法の面から制約を受ける。
このことは、インボリュートスクロール、円弧スクロー
ルの場合に言えることである。
ルの場合に言えることである。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、寸法
的な制約を受けても内部容積や行程容積の設計自由度を
高めることができるスクロール流体機械を提供するもの
である。
的な制約を受けても内部容積や行程容積の設計自由度を
高めることができるスクロール流体機械を提供するもの
である。
本発明に係るスクロール流体機械は、２つのスクロール
の渦巻体を、渦巻の伸開角に応じて変化するピッチをも
つ渦を体によって形成したものである。
の渦巻体を、渦巻の伸開角に応じて変化するピッチをも
つ渦を体によって形成したものである。
本発明においては、行程容積や内部容積比が目的、用途
に適合する容積変化を実現する渦巻体を得ることができ
る。
に適合する容積変化を実現する渦巻体を得ることができ
る。
［実施例〕
以下、本発明の構成等を図に示す実施例によって詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明に係るスクロール流体機械を膨張機型の
真空ポンプとして用いた場合のスクロール形状を示す平
面図で、同図以下において第５図と同一の部材について
は同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。同図にお
いて、破線で示す渦巻壁２１の中心線間の距離ｐが渦巻
ピッチである。
真空ポンプとして用いた場合のスクロール形状を示す平
面図で、同図以下において第５図と同一の部材について
は同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。同図にお
いて、破線で示す渦巻壁２１の中心線間の距離ｐが渦巻
ピッチである。
この渦巻ピッチｐは渦巻が外側に伸びるにつれて小さく
なる（ｐ＋〉ｐｚ）ように設定されており、このため２
つの渦巻壁２１．２２．（一方のみ第２図に図示）間で
多点接触が可能になる必要上渦巻壁２１２２の厚さｔも
渦巻ピッチｐと同様小さくなるように設定されている。
なる（ｐ＋〉ｐｚ）ように設定されており、このため２
つの渦巻壁２１．２２．（一方のみ第２図に図示）間で
多点接触が可能になる必要上渦巻壁２１２２の厚さｔも
渦巻ピッチｐと同様小さくなるように設定されている。
そして、この渦巻体のピッチＰ（θ）はＰ（θ） ＝
（１（θ）＋ｔ（θ−２π））／２＋ｔ（θ−π）
＋２ｒの条件式を満足するピッチに設定されている。但
し、θは伸開角、ｒは揺動半径。
（１（θ）＋ｔ（θ−２π））／２＋ｔ（θ−π）
＋２ｒの条件式を満足するピッチに設定されている。但
し、θは伸開角、ｒは揺動半径。
ｔ（θ）は渦巻体の厚さを示す。
このように構成されたスクロール流体機械においては、
第２図（ａ）〜（ｄｌに示すように揺動スクロールｌｌ
が複りのシールポイントを固定スクロール１２に同時に
接触させて動作する。この場合、最内周の閉じ込め容積
（真空ポンプの場合の行程容積）が同程度の外形で一定
の渦巻ピッチをもつ渦巻壁を用いた場合と比較して大き
くなり、例えば排気速度等のポンプ性能面で有利である
。同図において、符号１３は密閉空間である。
第２図（ａ）〜（ｄｌに示すように揺動スクロールｌｌ
が複りのシールポイントを固定スクロール１２に同時に
接触させて動作する。この場合、最内周の閉じ込め容積
（真空ポンプの場合の行程容積）が同程度の外形で一定
の渦巻ピッチをもつ渦巻壁を用いた場合と比較して大き
くなり、例えば排気速度等のポンプ性能面で有利である
。同図において、符号１３は密閉空間である。
次に、本発明におけるスクロール流体機械を圧縮機とし
て実施した場合につき、第３図を用いて説明する。
て実施した場合につき、第３図を用いて説明する。
すなわち、渦巻壁３１のピッチピッチｐは渦巻が外側に
伸びるにつれて大きくなる（ｐ＋＜ｐｚ）ように設定さ
れており、このため２つの渦巻壁３１（−方のみ図示）
間で多点接触が可能とする必要から渦巻壁３１の厚さｔ
も渦巻が外側に伸びるにつれて大きくなるように設定さ
れている。この場合、最外周の閉じ込め容積と最内周の
閉じ込め容積との比（内部容積比）は、一定の渦巻ピッ
チをもつ渦巻壁である場合に比較して大きくなり、冷凍
等の低温用途に実施した場合に有利である。
伸びるにつれて大きくなる（ｐ＋＜ｐｚ）ように設定さ
れており、このため２つの渦巻壁３１（−方のみ図示）
間で多点接触が可能とする必要から渦巻壁３１の厚さｔ
も渦巻が外側に伸びるにつれて大きくなるように設定さ
れている。この場合、最外周の閉じ込め容積と最内周の
閉じ込め容積との比（内部容積比）は、一定の渦巻ピッ
チをもつ渦巻壁である場合に比較して大きくなり、冷凍
等の低温用途に実施した場合に有利である。
したがって、本発明においては、行程容積や内部容積比
が目的、用途に適合する容積変化を実現する渦巻体を得
ることができる。このことは、第４図からも理解するこ
とができる。同図はクランク回転角に対する容積変化を
最内周の閉じ込め容積の比として表したものであり、容
積変化率が外側の渦巻ピッチｐを大きくすると大きくな
り、小さくすると小さくなる。ここで、破線は従来の一
定ビッチ渦巻をもつ場合の容積変化を示す。
が目的、用途に適合する容積変化を実現する渦巻体を得
ることができる。このことは、第４図からも理解するこ
とができる。同図はクランク回転角に対する容積変化を
最内周の閉じ込め容積の比として表したものであり、容
積変化率が外側の渦巻ピッチｐを大きくすると大きくな
り、小さくすると小さくなる。ここで、破線は従来の一
定ビッチ渦巻をもつ場合の容積変化を示す。
なお、本実施例においては、渦巻の巻数ＮとしてＮ＝１
〜３．５の２．５巻数のものを使用する例を示したが、
本発明はこれに限定されるものでないことは勿論である
。
〜３．５の２．５巻数のものを使用する例を示したが、
本発明はこれに限定されるものでないことは勿論である
。
また、本実施例においては、揺動式のスクロール流体機
械である場合を示したが、本発明は両回転式のスクロー
ル流体機械であっても実施例と同様の効果を奏する。
械である場合を示したが、本発明は両回転式のスクロー
ル流体機械であっても実施例と同様の効果を奏する。
さらに、本発明においては、圧縮機型や膨張機型のスク
ロール流体機械以外に移送機型のスクロール流体機械に
も適用することができる。
ロール流体機械以外に移送機型のスクロール流体機械に
も適用することができる。
以上説明したように本発明によれば、２つのスクロール
の渦巻体を、渦巻の伸開角に応じて変化するピッチをも
つ渦巻体によって形成したので、行程容積や内部容積比
が目的、用途に適合する容積変化を実現する渦巻体を得
ることができ、寸法的な制約を受けても内部容積や行程
容積の設計自由度を高めることができる。
の渦巻体を、渦巻の伸開角に応じて変化するピッチをも
つ渦巻体によって形成したので、行程容積や内部容積比
が目的、用途に適合する容積変化を実現する渦巻体を得
ることができ、寸法的な制約を受けても内部容積や行程
容積の設計自由度を高めることができる。
第１図は本発明に係るスクロール流体機械を膨張機型の
真空ポンプとして用いた場合のスクロール形状を示す平
面図、第２図はその作動原理を説明するための平面図、
第３図は他の実施例を示す平面図、第４図はクランク回
転角と容積変化の関係を示す図、第５図は従来のスクロ
ール流体機械の作動原理を説明するための平面図、第６
図は従来のスクロール流体機械を示す断面図である。 １１・・・・揺動スクロール、２１・・・・渦巻壁、ｐ
＋ ｐｌ＋ ｐｚ・・・・渦巻ピッチ。 代 理 人 大 岩 増 雄１１；４瓜動ス
２０−Ｊし ２１弓ａＬ硯 ｐｌ、ｐ２：、：る、Ｌｃ・ゾテ （ｄ） 第４
真空ポンプとして用いた場合のスクロール形状を示す平
面図、第２図はその作動原理を説明するための平面図、
第３図は他の実施例を示す平面図、第４図はクランク回
転角と容積変化の関係を示す図、第５図は従来のスクロ
ール流体機械の作動原理を説明するための平面図、第６
図は従来のスクロール流体機械を示す断面図である。 １１・・・・揺動スクロール、２１・・・・渦巻壁、ｐ
＋ ｐｌ＋ ｐｚ・・・・渦巻ピッチ。 代 理 人 大 岩 増 雄１１；４瓜動ス
２０−Ｊし ２１弓ａＬ硯 ｐｌ、ｐ２：、：る、Ｌｃ・ゾテ （ｄ） 第４
Claims (1)
- 各々が互いに偏心して組み合わされ相対的に揺動運動す
ることにより移動する密閉空間を形成する台板および渦
巻体を有する２つのスクロールを備えたスクロール流体
機械において、前記両スクロールの渦巻体を、渦巻の伸
開角に応じて変化するピッチをもつ渦巻体によって形成
したことを特徴とするスクロール流体機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14601189A JPH0311102A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | スクロール流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14601189A JPH0311102A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | スクロール流体機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0311102A true JPH0311102A (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=15398076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14601189A Pending JPH0311102A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | スクロール流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0311102A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5458471A (en) * | 1992-08-14 | 1995-10-17 | Ni; Shimao | Scroll-type fluid displacement device having high built-in volume ratio and semi-compliant biasing mechanism |
| US5829959A (en) * | 1994-09-16 | 1998-11-03 | Hitachi, Ltd. | Scroll compressor |
| US6059540A (en) * | 1997-09-22 | 2000-05-09 | Mind Tech Corp. | Lubrication means for a scroll-type fluid displacement apparatus |
| US6071101A (en) * | 1997-09-22 | 2000-06-06 | Mind Tech Corp. | Scroll-type fluid displacement device having flow diverter, multiple tip seal and semi-radial compliant mechanism |
| US6193487B1 (en) | 1998-10-13 | 2001-02-27 | Mind Tech Corporation | Scroll-type fluid displacement device for vacuum pump application |
| US6345967B1 (en) * | 1999-06-23 | 2002-02-12 | Hitachi, Ltd., Trustee For Benefit Of Air Conditiong Systems Co., Ltd. | Scroll type fluid machine having different wrap side surface clearances |
| JP2009221923A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Panasonic Corp | スクロール膨張機 |
-
1989
- 1989-06-07 JP JP14601189A patent/JPH0311102A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5458471A (en) * | 1992-08-14 | 1995-10-17 | Ni; Shimao | Scroll-type fluid displacement device having high built-in volume ratio and semi-compliant biasing mechanism |
| US5829959A (en) * | 1994-09-16 | 1998-11-03 | Hitachi, Ltd. | Scroll compressor |
| US6174150B1 (en) | 1994-09-16 | 2001-01-16 | Hitachi, Ltd. | Scroll compressor |
| US6059540A (en) * | 1997-09-22 | 2000-05-09 | Mind Tech Corp. | Lubrication means for a scroll-type fluid displacement apparatus |
| US6071101A (en) * | 1997-09-22 | 2000-06-06 | Mind Tech Corp. | Scroll-type fluid displacement device having flow diverter, multiple tip seal and semi-radial compliant mechanism |
| US6193487B1 (en) | 1998-10-13 | 2001-02-27 | Mind Tech Corporation | Scroll-type fluid displacement device for vacuum pump application |
| US6345967B1 (en) * | 1999-06-23 | 2002-02-12 | Hitachi, Ltd., Trustee For Benefit Of Air Conditiong Systems Co., Ltd. | Scroll type fluid machine having different wrap side surface clearances |
| JP2009221923A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Panasonic Corp | スクロール膨張機 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0168867B1 (ko) | 스크롤형 유체기계, 스크롤부재 및 그 가공방법 | |
| JPH0372839B2 (ja) | ||
| JPH0138162B2 (ja) | ||
| JPS6047443B2 (ja) | スクロ−ル形流体機械 | |
| JPS5968583A (ja) | スクロ−ル型流体装置 | |
| JP2010255558A (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JP2008133816A (ja) | 回転式流体機械 | |
| JPH0458086A (ja) | 流体圧縮機 | |
| JPH0311102A (ja) | スクロール流体機械 | |
| WO2020208803A1 (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JP3542144B2 (ja) | スクロ−ル形流体機械およびその加工方法 | |
| JP3338886B2 (ja) | 密閉型電動スクロール圧縮機 | |
| US4877379A (en) | Rotary mechanism for three-dimensional volumetric change | |
| WO1990007631A1 (en) | Rotary suction and discharge apparatus | |
| JPH06272671A (ja) | 回転ピストン機械 | |
| JPWO2019229989A1 (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JP3865478B2 (ja) | スクロール型圧縮機 | |
| JPH0647990B2 (ja) | スクロ−ル圧縮機 | |
| JPH084672A (ja) | スクロール型流体機械 | |
| JPH0311103A (ja) | スクロール流体機械 | |
| JP4007271B2 (ja) | スクロ−ル形流体機械 | |
| JPH03275996A (ja) | 旋回型圧縮・膨張機 | |
| JPS61190183A (ja) | 回転式流体機械 | |
| JPH03175101A (ja) | 揺動回転機関 | |
| KR102083968B1 (ko) | 스크롤 압축기 |