JPH0311103A - Scroll fluid machine - Google Patents
Scroll fluid machineInfo
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a scroll fluid machine, which is a type of positive displacement fluid machine.
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。The basic principles of generally known scroll fluid machines are as follows.
ここで、スクロール流体機械の基本要素は第4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。Here, the basic elements of the scroll fluid machine are shown in FIG. 4, in which numerals 1 and 2 are a fixed scroll and an oscillating scroll, each of which is eccentrically assembled and has a spiral body of the same shape, and 3. are these both scrolls 1
.. A chamber 4 is a boat formed between 2 and 4 as a compression chamber.
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l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4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。First, if we consider the case where the scroll fluid machine is used as an oscillating compressor, the fixed scroll 1 is stationary with respect to space, and the oscillating scroll 2 is in rotational motion that does not change its attitude with respect to space, i.e. The rocking motion is performed at a predetermined crank radius (swing radius), and as shown in Fig. 4, the angle is O”, 90°,
Move as shown at 180° and 270°. At this time,
As the oscillating scroll 2 moves, the crescent-shaped chamber 3 formed between the fixed scroll 1 and the oscillating scroll 2 gradually decreases in volume. The fluid sucked into the chamber 3 is then compressed and discharged from the boat 4.
一方、膨張機として用いた場合には、第4図に06.2
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
渦巻の外周に吐き出される。On the other hand, when used as an expander, 06.2
70. The fluid moves in reverse as shown at 180° and 90°, and the fluid is sucked into the chamber 3 from the boat 4, expanded, and discharged to the outer periphery of the vortex.
これがスクロール流体機械の作動原理である。This is the operating principle of scroll fluid machines.
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。Although the above description is based on an oscillating scroll fluid machine for convenience, even if it is a double rotary scroll fluid machine in which both scrolls are eccentrically combined by a predetermined distance and rotate on their own axis, the two scrolls may be relative to each other. There is no essential difference in that they perform a rocking motion.
また、このような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、かつ加工がし易いという利点があることから、
渦巻体として径方向の渦巻ビフチ、渦巻壁の厚さが一定
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。In addition, such a scroll fluid machine has the advantage that multi-point contact between both spirals is geometrically guaranteed for any spiral wall thickness, and it is easy to process.
As the spiral body, a spiral bift in the radial direction, a spiral wall with a constant thickness and an involute (circular expansion line) or a combination of circular arcs (polygon expansion line) are usually used.
ところで、この種のスクロール流体機械においては、容
積効率の面から〜考えると、吐出ボートが常時最内周の
第1圧縮室と連通していることが望ましい。すなわち、
1回転中に吐出ボートが第2圧縮室と連通ずる瞬間があ
ると、その時点で第1圧縮室の容積が所謂デッドボリュ
ームとなってしまい、圧縮比や容積効率の点で不利とな
るからである。一方、流体を吐き出すに際しての流体抵
抗の面から考えると、ボート径はできるだけ大きい寸法
に設定することがよい。このため、ボート径は吐出完了
時に揺動スクロールの渦を壁量内端部によって閉塞され
る範囲でできるだけ大きい寸法に設定される。By the way, in this type of scroll fluid machine, from the standpoint of volumetric efficiency, it is desirable that the discharge boat always communicate with the first compression chamber located at the innermost periphery. That is,
If there is a moment when the discharge boat communicates with the second compression chamber during one rotation, the volume of the first compression chamber becomes a so-called dead volume, which is disadvantageous in terms of compression ratio and volumetric efficiency. be. On the other hand, in terms of fluid resistance when discharging fluid, it is preferable to set the boat diameter to be as large as possible. For this reason, the boat diameter is set to be as large as possible within the range in which the vortex of the oscillating scroll is blocked by the inner end of the wall when discharge is completed.
(発明が解決しようとする課題〕
しかるに、従来のスクロール流体機械においては、両ス
クロールが同一の形状の渦巻体をもつものであるため、
吐出ボートの口径を大きい寸法に設定することができて
も、ストロークボリュームが小さくなっていた。このこ
とは、第5図(a)および申)から理解できる。同図(
alにおいて、渦巻体11゜12の厚さは同図Q))に
示す渦巻体13.14の厚さより大きい寸法に設定され
ており、渦巻ピッチは同一の寸法に設定されている。ま
た、吐出ボート1516の口径は上述のようにして最大
の寸法に設定されている。この結果、圧縮比や容積効率
等において良好な性能を得ることができないという問題
があった。(Problem to be Solved by the Invention) However, in conventional scroll fluid machines, both scrolls have spiral bodies of the same shape;
Even if the diameter of the discharge boat could be set to a large size, the stroke volume would be small. This can be understood from Fig. 5(a) and Fig. 5(a). Same figure (
In al, the thickness of the spiral bodies 11 and 12 is set to be larger than the thickness of the spiral bodies 13 and 14 shown in Q)) of the same figure, and the spiral pitch is set to the same dimension. Further, the diameter of the discharge boat 1516 is set to the maximum dimension as described above. As a result, there was a problem in that good performance in terms of compression ratio, volumetric efficiency, etc. could not be obtained.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、圧縮
比や容積効率等において良好な性能を得ることができる
スクロール流体機械を提供するものである。The present invention has been made in view of these circumstances, and it is an object of the present invention to provide a scroll fluid machine that can obtain good performance in terms of compression ratio, volumetric efficiency, etc.
本発明に係るスクロール流体機械は、各スクロールの渦
巻体の厚さを互いに大小異なる寸法に設定したものであ
る。In the scroll fluid machine according to the present invention, the thickness of the spiral body of each scroll is set to be different in size from each other.
本発明においては、渦巻形状のパラメータが異なる渦巻
体によってストロークボリュームを小さくすることなく
、吐出ボートの口径を大きくすることができる。In the present invention, the diameter of the discharge boat can be increased without reducing the stroke volume due to the spiral bodies having different spiral shape parameters.
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。EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure etc. of this invention will be explained in detail by the Example shown in the figure.
第1図(al〜(d)は本発明に係るスクロール流体機
械の作動原理を説明するための平面図である。同図にお
いて、21および22で示すものは各々が互いに偏心し
て組み合わされた固定スクロールと揺動スクロールであ
る。これらスクロール21.22は相対的に揺動運動す
ることにより移動する密閉空間23を形成する台板(図
示せず)および渦巻壁21.a 。Figures 1 (al to d) are plan views for explaining the operating principle of the scroll fluid machine according to the present invention. These scrolls 21.22 move by relative rocking motion to form a closed space 23 formed by a base plate (not shown) and a spiral wall 21.a.
22aを有し、この固定スクロール21の台板(図示せ
ず)には吐出ボート24が設けられている。そして、各
スクロール21.22の渦巻壁21a、22aの厚さが
互いに大小異なる寸法に設定されている。すなわち、固
定スクロール21の渦巻厚さが揺動スクロール22の渦
巻厚さより小さい寸法に設定されている。なお、両スク
ロール21.22の渦巻ピッチすなわちインボリュート
曲線の基礎円半径は等しい。22a, and a discharge boat 24 is provided on the base plate (not shown) of this fixed scroll 21. The thicknesses of the spiral walls 21a, 22a of each scroll 21, 22 are set to be different in size from each other. That is, the spiral thickness of the fixed scroll 21 is set to be smaller than the spiral thickness of the oscillating scroll 22. Note that the spiral pitches of both scrolls 21 and 22, that is, the basic circle radius of the involute curve are equal.
次に、このように構成されたスクロール流体機械が従来
のスクロール流体機械と同様に渦巻体が接触することを
説明する。Next, it will be explained that in the scroll fluid machine configured in this manner, the spiral bodies are in contact with each other in the same way as in the conventional scroll fluid machine.
第2図において、半径aの共通の基礎円に対して渦巻壁
厚さがt、、 tzとする。両渦巻ピッチは、p=2
πa
で共通である。In FIG. 2, the spiral wall thicknesses are assumed to be t,, tz for a common base circle of radius a. The pitch of both spirals is p=2
πa is common.
t、=2aα。t,=2aα.
t、=2a αZ
の関係より渦巻始点角α8.α2が決定する。ここで、
揺動半径rを渦巻厚さが等しい場合に準じてr = (
p −(t++t*) 1 /2=a (π−(α、
+αり) ・・・(1)とすると、渦巻壁
21a(固定スクロール)の内面における伸開角00点
座標は、
X目=a (cosθ+(θ−αυsinθ))’+
i=a (sin θ −(θ −α+) co
s θ )で表される。From the relationship t, = 2a αZ, the spiral starting point angle α8. α2 is determined. here,
The oscillation radius r is calculated as r = (
p − (t++t*) 1 /2=a (π−(α,
+ α ri) ... (1), the coordinates of the expansion/opening angle 00 point on the inner surface of the spiral wall 21a (fixed scroll) are:
i=a (sin θ −(θ −α+) co
s θ ).
一方、回転角型での渦巻壁22a(揺動スクロール)の
外面における伸開角θの点座標は、
x、o=−a (cosθ+(θ+α2) sinθ
)+r cos ’P ・・・(2)
Yto= a (sinθ−(θ+αz) cos
θ)r sin甲 ・・・(3)
となる。この時の接触すべき点の伸開角は、各々θ、=
20π+π/2−甲
θ2=2nπ−π/2−甲
となるので、θ2と甲はθ、を用いて、’P = ’l
nπ+π/2−θ、 ・・・(4
)θ2 =01−π
・・・(5)と表される。(11,(4)、 f
5)を(2)、 (31に代入すると、x、o= a
(cos (θ1−π)+ (θ、−π+α2)・
5in(θ1−π’) ) +a(π−α1(X
z) ・cos(π/2−θI)=a(cosθ1 +
(θ、−α+) sinθ1)=x °
・・・(6)y2゜=−a(s
in(θ1−π)=(θ1−π+α2)・cos (θ
、−π) l −a(π−α1α2)・5in(π/2
−〇、)
=a(sinθ、−(θ1−α+) CO3θ」)=y
I ・・・(7)この点
での勾配を考えると、
dx+ i/dθIs、a=a(θ+ ”+)co
sθdV++/d/’ Q、6. =a(θ、 −α、
) sinθ1−’−d)’目/dX+i l、、、=
tano置渦装壁22aについては、
dx to/dθ1.、、 = −a (θ、 +π−
α、) stnθ2d Y zo/d 0144. =
a(θ2+yr−α、) cosθ2” dyXo
/dX1o 1.、、=a tanθz −tan(θ
1−π)=ay目/dx目り、ll、 ・・・
(8)(6)、 (7L (81より、渦巻厚さが異な
る2つの渦巻壁21a、22aが接触することが理解で
きる。On the other hand, the point coordinates of the expansion/opening angle θ on the outer surface of the spiral wall 22a (oscillating scroll) in the rotating square type are x, o=-a (cos θ+(θ+α2) sin θ
)+r cos 'P...(2) Yto= a (sin θ-(θ+αz) cos
θ) r sin A (3). The expansion and opening angles of the points to be contacted at this time are θ, =
20π+π/2-A θ2=2nπ-π/2-A, so θ2 and A are θ, and 'P = 'l
nπ+π/2−θ, ...(4
)θ2 =01−π
...It is expressed as (5). (11, (4), f
Substituting 5) into (2), (31), x, o= a
(cos (θ1−π)+ (θ,−π+α2)・
5in(θ1-π') ) +a(π-α1(X
z) ・cos(π/2−θI)=a(cosθ1 +
(θ, −α+) sin θ1)=x °
...(6)y2゜=-a(s
in(θ1-π)=(θ1-π+α2)・cos (θ
, -π) l -a(π-α1α2)・5in(π/2
−〇,) = a(sinθ, −(θ1−α+) CO3θ”)=y
I...(7) Considering the slope at this point, dx+ i/dθIs, a=a(θ+ ”+)co
sθdV++/d/' Q, 6. =a(θ, −α,
) sinθ1-'-d)'th/dX+i l,,,=
Regarding the tano vortex device wall 22a, dx to/dθ1. ,, = −a (θ, +π−
α, ) stnθ2d Y zo/d 0144. =
a(θ2+yr−α,) cosθ2” dyXo
/dX1o 1. ,,=a tanθz −tan(θ
1-π) = ay eye/dx eye, ll, ...
(8) (6), (7L (From 81, it can be understood that the two spiral walls 21a and 22a having different spiral thicknesses are in contact with each other.
また、第1図に示すスクロールと第3図(a)に示すス
クロールとを比較してみると、前者のスクロールの吐出
ボートは口径が後者のスクロールのボートロ径と時開−
の寸法でありながら、ストロークボリュームは大きくな
っていることが理解できる。Furthermore, when comparing the scroll shown in Fig. 1 and the scroll shown in Fig. 3(a), the diameter of the discharge boat of the former scroll is the same as that of the latter scroll.
It can be seen that the stroke volume is large despite the dimensions.
このことを第2図(a)〜(C)に示す渦巻によって説
明すると、同図(alは渦巻壁31.32の渦巻厚さが
渦巻壁最内端部を含み全体に亘って互いに大小異なる寸
法に設定されており、同図(b)、 (C)は各渦巻壁
最内端部のみが互いに大小異なる寸法に設定されている
。このうち、同図(b)、 (C)に示す渦巻では固定
側の渦巻壁51.52の厚さが揺動側の渦巻壁53゜5
4の厚さより小さい寸法に設定されている。同図におい
て、55〜57は吐出ボートである。This can be explained using the spirals shown in Figures 2 (a) to (C). In Figures (b) and (C), only the innermost ends of each spiral wall are set to different sizes. Among these, Figures (b) and (C) show In a spiral, the thickness of the fixed side spiral wall 51.52 is the same as that of the oscillating side spiral wall 53°5.
The dimensions are set to be smaller than the thickness of 4. In the figure, 55 to 57 are discharge boats.
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
。In addition, in this example, the number of turns N of the spiral is N=1.
I showed an example of using 2.5 turns of ~3.5,
Of course, the present invention is not limited to this.
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
ル流体機械に適用であっても実施例と同様の効果を奏す
る。Further, in this embodiment, a case is shown in which the scroll fluid machine is of an oscillating type, but the same effects as in the embodiment can be obtained even when the present invention is applied to a double-rotation type scroll fluid machine.
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。Furthermore, the present invention can be applied not only to compressor-type and expander-type scroll fluid machines but also to transfer machine-type scroll fluid machines.
以上説明したように本発明によれば、各スクロールの渦
巻体の厚さを互いに大小異なる寸法に設定したので、渦
巻形状のパラメータが異なる渦巻体によってストローク
ボリュームを小さくすることなく、吐出ボートの口径を
太き(することができ、圧縮比や容積効率等において良
好な性能を得ることができる。As explained above, according to the present invention, the thickness of the spiral body of each scroll is set to be different in size from each other, so that the diameter of the discharge boat can be reduced without reducing the stroke volume due to the spiral bodies having different spiral shape parameters. (can be made thicker), and good performance can be obtained in terms of compression ratio, volumetric efficiency, etc.
第1図(a)〜(dlは本発明に係るスクロール流体機
械の作動原理を説明するための平面図、第2図は渦巻厚
さが異なる渦巻体同士の接触について説明するための図
、第3図(δ)〜(C)は他の実施例におけるスクロー
ルを示す平面図、第4図(a)〜(d)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5
図18)および(b)は従来のスクロールを示す平面図
である。
21・・・・固定スクロール、21a ・・・・渦巻
壁、22・・・・揺動スクロール、22a ・・・・
渦巻壁、23・・・・密閉空間、24・・・・吐出ポー
ト。
代 理 人 大 岩 増 雄第1
第4図
26発明の名称
スクロール流体機械
3、補正をする者
5、補正の対象
明細書の発明の詳細な説明の欄
6、補正の内容
ill 明細書9頁5行の「第3図(a) Jを「第
5図(a)」と補正する。
(2) 同書9頁II行〜18行の「このことを・・
・小さい寸法に設定されている。」を下記のように補正
する。
「第3図は本発明の他の実施例を示す。同図fa)は渦
巻壁31.32の渦巻壁厚さが渦巻最内端部を含み全体
に亘って異なる寸法に設定されている。同図山1. (
C1は固定スクロールの渦巻壁厚さと揺動スクロールの
渦巻壁厚さが基本的には等しいが、渦巻最内端部では固
定スクロールが薄く、揺動スクロールが厚くなついる。
ここで、時間−の壁厚さである第3図(blと第5図(
a)(従来例)、第3図(C)と第5図(b)(従来例
)を比較すると、渦巻最内端部で固定スクロールを薄く
、揺動スクロールを厚くするだけでも、本発明は従来よ
り吐出ボートを太き(し得ることが理解できる。第3図
(alに示すように既に厚さが異なる渦巻について、渦
巻最内端部を同図(b)、 (C)の渦巻最内端部と同
様にすることにより、ストロークボリュームを殆ど減じ
ることなく吐出ボートを大きくし得る効果は更に顕著と
なる。」
(3)同書10頁6行の「スクロール流体機械に」を「
スクロール流体機械への」と補正する。
(4)同書10頁8行の「本発明においては、」を「本
発明は、」と補正する。
以 上Figures 1 (a) to (dl) are plan views for explaining the operating principle of the scroll fluid machine according to the present invention; Figure 2 is a diagram for explaining contact between spiral bodies with different spiral thickness; 3(δ) to (C) are plan views showing scrolls in other embodiments, FIGS. 4(a) to (d) are plan views for explaining the operating principle of a conventional scroll fluid machine, and FIG.
FIGS. 18) and 18(b) are plan views showing conventional scrolls. 21... Fixed scroll, 21a... Spiral wall, 22... Oscillating scroll, 22a...
Swirl wall, 23...closed space, 24...discharge port. Agent Masuo Oiwa 1 Figure 4 26 Name of the invention Scroll fluid machine 3 Person making the amendment 5 Detailed description of the invention in the specification to be amended 6 Contents of the amendment ill Description page 9 Correct "Fig. 3 (a) J" in line 5 to "Fig. 5 (a)". (2) “This...
・It is set to a small size. ” shall be corrected as follows. 3 shows another embodiment of the present invention. In FIG. 3 fa), the spiral wall thicknesses of the spiral walls 31 and 32 are set to different dimensions throughout including the innermost end of the spiral. Same figure mountain 1. (
In C1, the spiral wall thickness of the fixed scroll and the oscillating scroll are basically equal, but at the innermost end of the volute, the fixed scroll is thinner and the oscillating scroll is thicker. Here, the time-wall thickness is Fig. 3 (bl) and Fig. 5 (
Comparing a) (conventional example), Fig. 3 (C), and Fig. 5 (b) (conventional example), the present invention can be achieved by simply making the fixed scroll thinner and the oscillating scroll thicker at the innermost end of the spiral. It is understood that the discharge boat can be made thicker than before.As shown in Figure 3 (al), for spirals with different thicknesses, the innermost end of the spiral can be compared to the spirals in Figure 3 (b) and (C). By making it the same as the innermost end, the effect of increasing the discharge boat without reducing the stroke volume becomes even more remarkable.'' (3) ``For scroll fluid machines'' on page 10, line 6 of the same book is changed to ``For scroll fluid machines.''
"to scroll fluid machinery" and amend it. (4) "In the present invention," on page 10, line 8 of the same book is amended to read "the present invention is."that's all
Claims (1)
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、前記各渦巻体の厚さを互いに大小異なる
寸法に設定したことを特徴とするスクロール流体機械。In a scroll fluid machine equipped with two scrolls each having a base plate and a spiral body, each of which is eccentrically combined with the other and forms a closed space in which the scrolls move by relative rocking motion, the thickness of each of the spiral bodies is set to A scroll fluid machine characterized by having different sizes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14602589A JPH0311103A (en) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | Scroll fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14602589A JPH0311103A (en) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | Scroll fluid machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0311103A true JPH0311103A (en) | 1991-01-18 |
Family
ID=15398401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14602589A Pending JPH0311103A (en) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | Scroll fluid machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0311103A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10122167A (en) * | 1996-10-24 | 1998-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | Scroll compressor |
US6478556B2 (en) * | 1999-12-24 | 2002-11-12 | Lg Electronics Inc. | Asymmetric scroll compressor |
US6527526B2 (en) * | 2000-12-07 | 2003-03-04 | Lg Electronics, Inc. | Scroll compressor having wraps of varying thickness |
JP2008025442A (en) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Ihi Corp | Supercharger |
-
1989
- 1989-06-07 JP JP14602589A patent/JPH0311103A/en active Pending
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