JPH0557437B2 - - Google Patents

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JPH0557437B2
JPH0557437B2 JP57133318A JP13331882A JPH0557437B2 JP H0557437 B2 JPH0557437 B2 JP H0557437B2 JP 57133318 A JP57133318 A JP 57133318A JP 13331882 A JP13331882 A JP 13331882A JP H0557437 B2 JPH0557437 B2 JP H0557437B2
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JP
Japan
Prior art keywords
scroll blade
scroll
blade
radius
semicircular arc
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57133318A
Other languages
English (en)
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JPS5923095A (ja
Inventor
Kanji Sakata
Shigemi Nagatomo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP57133318A priority Critical patent/JPS5923095A/ja
Publication of JPS5923095A publication Critical patent/JPS5923095A/ja
Publication of JPH0557437B2 publication Critical patent/JPH0557437B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269Details concerning the involute wraps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はスクロール・コンプレツサに係り、特
に旋回スクロール翼の巻数を少なくすることな
く、圧縮行程の終期に固定スクロール翼と旋回ス
クロール翼との間に形成される圧縮室の容積を小
さくして高圧縮比を得られるようにしたスクロー
ル・コンプレツサに関する。
〔発明の技術的背景と問題点〕
一般にスクロール・コンプレツサは、うず巻状
の固定スクロール翼に対してうず巻状の旋回スク
ロール翼をかみ合せ、吸込口から吸入したガスを
固定スクロール翼と旋旋回スクロール翼との間に
形成された圧縮室内に閉じ込め、旋回スクロール
翼の旋回動に伴つて圧縮室の容積を漸次減少さ
せ、この間にガスを圧縮して高圧ガスとし、圧縮
工程の最終時に固定スクロール翼のうず巻の中心
近くに設けられた吐出口より吐出室内に吐出する
ようにしたものである。
従来のスクロール・コンプレツサにおける固定
スクロール翼と旋回スクロール翼とは同一形状同
一大きさの円弧翼として構成され、第1図は従来
のスクロール翼の平面形状を示している。同図に
おいて、翼の厚さtと旋回スクロールの旋回半径
eの和に相当する距離hだけ離れた2つの中心点
AとBを設定し、点Bを中心としてR2=t+e
を半径とした半円弧AC⌒およびR3=2t+eを半径
とした半円弧DE⌒を描く。次に中心を点Aに移し、
R4=2t+2eを半径とした半円弧CF⌒およびR5=3t
+2eを半径とした半円弧EG⌒を描く。さらに中心
をB点に移し、R6=3t+3eを半径とした半円弧
FH⌒およびR7=4t+3eを半径とした半円弧GI⌒を描
く。また、スクロール翼の巻きはじめは、点Aを
中心としてR1=t(翼の厚さ)を半径とした円弧
を描き、円弧AC⌒の延長との交点をJとする。ま
た、スクロール翼の巻き終りは直径HIとする半
円弧として構成する。
第2図a,b,cは圧縮工程中の固定スクロー
ル翼1と旋回スクロール翼2の関係位置を示し、
aは両スクロール翼間にガスが入る状態を示し、
bは圧縮室3,3にガスが閉じ込められた状態を
示し、cは圧縮工程の最縮段階を示した図で、圧
縮室の容積V1がV2に減少する態様を示している。
しかしながら、上述した従来のうず巻形状を有
するスクロール翼においては圧縮の最終工程で第
2図cに示したような残存域4が生じ、スクロー
ル翼の巻き込みは、ここまでの巻き込みを限度と
して第2図aに示した吸込みはじめ工程に戻る。
したがつて圧縮容積V1,V2の比を大きく出来な
いという問題があつた。また高圧縮された圧縮ガ
スが吐出口5から吐出される時に、その損失を低
減するには大きな吐出口を形成出来ることが望ま
れる。
〔発明の目的〕
そこで、本発明の目的は、固定スクロール翼と
旋回スクロール翼の内端部分の形状を改良し、ス
クロール翼の巻数を少なくすることなく、圧縮の
最終容積を小さくし、さらに圧縮行程の最終段階
における残存容積を少なくするとともに大きな吐
出口を形成出来るようにすることより、圧縮ガス
を吐出するときの損失を低減して圧縮比を高くと
ることができるようにしたスクロール・コンプレ
ツサを提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明はうず巻状の
固定スクロール翼と旋回スクロール翼とをかみ合
せ、上記旋回スクロール翼を固定スクロール翼に
対して旋回駆動させ、両方のスクロール翼間に形
成された圧縮室内でガスを圧縮するようにしたス
クロール・コンプレツサにおいて;固定スクロー
ル翼または旋回スクロール翼のいずれか一方の内
端はスクロール翼の厚さを半径とした半円弧で形
成され、この半円弧の内側の点は旋回半径よりも
大きい寸法を半径とした内側円弧に接続され、他
方のスクロール翼の内端は、上記一方のスクロー
ル翼の内側円弧面に摺接可能な円弧面によつて形
成されていることを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明によるスクロール・コンプレツサの
実施例を第3図乃至第7図を参照して説明する。
第3図において、符号11は密閉したケーシン
グを示し、このケーシング11の内側には取付フ
レーム12が圧入固定されている。この取付フレ
ーム12内には、収容室13、ヘツド受孔14お
よび軸受孔15が段階的に形成されている。上記
軸受孔15内には駆動軸16の上端の軸ヘツド1
7が上記ヘツド受孔14内に遊嵌され、軸ヘツド
17の下端面17aが取付フレーム12によつて
支承されている。また、駆動軸16はケーシング
11の下方に向つて延出し、その下端がケーシン
グ11の底部に貯溜された潤滑油18内に没入さ
れている。
また、上記駆動軸16の軸上には、駆動電動機
を構成するロータ19が固着されており、一方、
上記ロータ19の外側にはステータ20が同心的
に配置され、ステータ20はケーシング11の側
に保持されている。上記軸ヘツド17には、駆動
軸16の軸心から偏心した偏心穴21が形成され
ている。
一方、上記偏心穴21には、全体を符号22で
示した旋回スクロールの被駆動軸23が遊嵌して
おり、被駆動軸23には翼支持円盤24が一体に
連設され、さらにその上面にはうず巻状の旋回ス
クロール翼25が一体的に形成されている。上記
翼支持円盤24は、その上面をオルダムリング2
6によつて支承されており、このオルダムリング
26は、横断面が矩形状のリングであつて、第4
図から明らかなように、その両端面には互に直交
関係にあるキー溝27および28が形成されてい
る。このうちキー溝28は上記収容室13の底面
に設けられた直径線上のキー29と嵌合する一
方、他方のキー溝27は上記翼支持円盤24の下
面に取付けられ、かつ上記キー29と直交関係に
あるキーと嵌合している。したがつて、駆動軸1
6の回転によつて被駆動軸23は駆動軸16の軸
心まわりに円運動するが旋回スクロール22はオ
ルダムリング26の作用によつて旋回運動するこ
とになる。
しかして、上記取付フレーム12の上方には、
シユラウド31が旋回スクロール22を挾むよう
にして固着され、このシユラウド31は内側外方
に環状の吸込室32を備え、さらにその内側にう
ず巻状の固定スクロール翼33を有し、この固定
スクロール翼33の内端には吐出ポート34が形
成され、この吐出ポート34は例えばV字状の切
欠によつて内側面に開口している。
次に上述した本発明によるスクロール・コンプ
レツサにおける固定スクロール翼33および旋回
スクロール翼25の翼の平面形状を第5図および
第6図を参照して説明する。
第5図は固定スクロール翼33を示したもので
あり、スクロール翼の厚さtと旋回スクロールの
旋回半径eの和t+eに相当する距離hだけ離れ
た第1中心点Aと第2中心点Bとを設定する。中
心点Aを中心としてR1=tを半径とした半円弧
CD⌒を描く。点Dを通り線分に対して垂線
を立てる。次に中心をB点に移してR2=t+e
を半径とした円弧GF⌒を描き、垂線と円弧GF⌒を
R0=eを半径として円弧EG⌒で接続する。さら
に、B点を中心としてR3=2t+eを半径とした
半円弧CH⌒を描く。次に中心をAに移し、R4=2t
+2eの半円弧FI⌒およびR5=3t+2eを半径とした
半円HJ⌒を描く。次に中心をB点に移して、R6
3t+3eを半径とした播円弧IK⌒およびR7=4t+3e
を半径とした半円弧JM⌒を描く。そして固定スク
ロール翼の外端は直径となる半円弧KM⌒で結
ぶ。
次に第6図を参照して旋回スクロール翼25の
平面形状を説明する。
スクロール翼の厚さとtと旋回スクロールの旋
回半径eの和t+eに相当する距離hだけ離れた
第1中心点Oと第2中心点とを設定する。
点Pに垂線を立て、P点を中心としてR8
tを半径とした円弧QR⌒を描く。次に中心をO点
に移し、R9=t+eを半径とした半円弧PS⌒およ
びR10=2t+eを半径とした半円弧RT⌒を描く。次
いで中心をP点に移し、R11=2t+2eを半径とし
た半円弧SU⌒およびR12=3t+2eを半径とした半円
弧TV⌒を描く。さらに中心をO点に移し、R13
4t+3eを半径とした半円弧UW⌒および、R14=4t
+3eを半径とした半円弧VX⌒を描き、翼の外端を
直径をとする半円弧で接続する。
第7図a,b,cは上述したように構成された
本発明の他の実施例による固定スクロール翼33
と旋回スクロール翼25との圧縮工程を示したも
のであり、aは両スクロール翼間にガスを吸込む
状態を示し、bは圧縮室35,35にガスが閉じ
込められ圧縮の進行中の状態を示し、cは圧縮工
程の最終段階を示した図で容積はV2,V2である
ことを示している。
第8図は固定スクロール翼を示したものであ
り、スクロール翼の厚さtと旋回スクロールの旋
回半径eの和t+eに相当する距離hだけ離れた
第1中心点Aと第2中心点Bとを設定する。第1
中心点Aを中心としてR1=tを半径とた半円弧
CD⌒を描く。線分を図の右方へ延長し、その
延長線上に=t/2となるようにE点を定める。
そしてE点を中心としてR2=t/2+eを半径とし た半円弧DF⌒を描き、さらに中心をB点に戻して、
R3=2t+eを半径とした半円弧CH⌒を描く。次に
中心をA点に移し、R4=2t+2eの半円弧FI⌒およ
びR5=3t+2eを半径とした半円弧HJ⌒を描く。次
に中心をB点に移してR6=3t+3eを半径とした
半円弧IKa⌒およびR7=4t+3eを半径とした半円
弧JM⌒を描く。そして、固定スクロール翼33の
外端は直径となる半円弧KM⌒で結ぶ。
次に第9図を参照して旋回スクロール翼25の
平面形状を説明する。
スクロール翼の厚さtと旋回スクロールの旋回
半径eの和t+eに相当する距離hだけ離れた第
1中心点oと第2中心点pとを設定する。
線分を図の右方へ延長し、その延長線上に
PQ=t/2となるようにQ点を定め、Q点を中心と してR8=t/2を半径とした半円弧PQ⌒を描く。次 に中心をO点に移し、R9=t+eを半径とした
半円弧PS⌒およびR10=2t+eを半径とした半円弧
QT⌒を描く。次で中心をP点に移し、R11=2t+2e
を半径とした半円弧SU⌒およびR12=3t+2eを半径
とした半円弧TV⌒を描く。さらに中心をO点に移
し、R13=3t+3eを半径とした半円弧UW⌒および
R14=4t+3eを半径とした半円弧VX⌒を描き、翼
の外端を直径とする半円弧XW⌒で接続する。
第10図a,b,cは本発明の他の実施例によ
る固定スクロール翼33と旋回スクロール翼25
との圧縮工程を示したものである。第7図cから
明らかなように、圧縮工程の最終段階時における
残存容積は皆無となり、また、この実施例では旋
回スクロール翼25の内端部の幅が狭いために吐
出口34の口径は小さくなる。
なお、上記実施例における固定スクロール翼3
3と旋回スクロール翼25とは固定側と可動側を
逆にしても相対的な関係は変らず同様の作用効果
を期待できる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、圧縮前の圧縮室の容積と圧縮工程の最終段の
圧縮室の容積比を大きくとることができるから高
い圧縮比のスクロールコンプレツサを提供でき
る。その結果同じ圧縮比の下ではコンプレサを小
形化することができ、スクロール翼の巻き数を少
なくできるので、それに伴つて摩擦損失を低減す
ることができる。さらに、圧縮工程の最終段にお
ける残存容積を0にすることが可能となり、加圧
されたガスの全てを吐出することができ、損失を
低減して圧縮効率を向上させることができる。
さらに本発明のスクロール翼によれば、内端が
スクロール翼の翼厚tを半径とした半円弧で形成
された方のスクロール翼を旋回スクロール翼とす
れば、旋回スクロール翼の内端部分に覆われる範
囲内で吐出口を大きくでき、このことにより流体
の圧力損失が小さいスクロール・コンプレツサを
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスクロール翼の形状を示した平
面図、第2図a,b,cは圧縮工程の過程を示し
た説明図、第3図は本発明によるスクロール・コ
ンプレツサを示した縦断面図、第4図はオルダム
リングを示した斜視図、第5図は第1の実施例に
よる固定スクロール翼の形状を示した平面図、第
6図は対応する旋回スクロール翼の形状を示した
平面図、第7図a,b,cは圧縮行程を示した説
明図、第8図は本発明の実施例による固定スクロ
ール翼の形状を示した平面図、第9図は対応する
旋回スクロール翼の形状を示した平面図、第10
図a,b,cは圧縮工程を示した平面図である。 11……ケーシング、16……駆動軸、21…
…偏心穴、22……旋回スクロール、23……被
駆動軸、25……旋回スクロール翼、26……オ
ルダムリング、33……固定スクロール翼。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 うず巻状の固定スクロール翼と旋回スクロー
    ル翼とをかみ合せ、上記旋回スクロール翼を固定
    スクロール翼に対して旋回駆動させ、両方のスク
    ロール翼間に形成された圧縮室内でガスを圧縮す
    るようにしたスクロール・コンプレツサにおい
    て、固定スクロール翼または旋回スクロール翼の
    いずれか一方の内端はスクロール翼の厚さを半径
    とした半円弧で形成され、この半円弧の内側巻き
    初め形状は翼の厚さに対応する長さの直線部を介
    して旋回半径と同じ寸法を半径とした内側円弧に
    なめらかに接続された巻き初めとし、他方のスク
    ロール翼の内側巻き初め形状は、翼の厚さに対応
    する長さの内側直線部を介して上記一方のスクロ
    ール翼の内端に形成した半円弧が摺接可能な円弧
    面によつて形成されていることを特徴とするスク
    ロール・コンプレツサ。 2 うず巻状の固定スクロール翼と旋回スクロー
    ル翼とをかみ合せ、上記旋回スクロール翼を固定
    スクロール翼に対して旋回駆動させ、両方のスク
    ロール翼間に形成された圧縮室内でガスを圧縮す
    るようにしたスクロール・コンプレツサにおい
    て、固定スクロール翼または旋回スクロール翼の
    いずれか一方の内端はスクロール翼の厚さを半径
    とした半円弧で形成され、この半円弧の内側巻き
    初め形状は、旋回半径よりも大きい寸法を半径と
    した内側円弧になめらかに接続された巻き初めと
    し、他方のスクロール翼の内側巻き初めは、上記
    一方のスクロール翼の内端に形成した半円弧に摺
    接可能な円弧面によつて形成されていることを特
    徴とするスクロール・コンプレツサ。
JP57133318A 1982-07-30 1982-07-30 スクロ−ル・コンプレツサ Granted JPS5923095A (ja)

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JP57133318A JPS5923095A (ja) 1982-07-30 1982-07-30 スクロ−ル・コンプレツサ

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JP57133318A JPS5923095A (ja) 1982-07-30 1982-07-30 スクロ−ル・コンプレツサ

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JPS5923095A JPS5923095A (ja) 1984-02-06
JPH0557437B2 true JPH0557437B2 (ja) 1993-08-24

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3194076B2 (ja) * 1995-12-13 2001-07-30 株式会社日立製作所 スクロール形流体機械
GB9912216D0 (en) * 1999-05-26 1999-07-28 Boc Group Plc Scroll-type apparatus
JP3876335B2 (ja) * 2000-09-20 2007-01-31 株式会社日立製作所 ヘリウム用スクロール圧縮機

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55101788A (en) * 1979-01-26 1980-08-04 Mitsubishi Electric Corp Scroll compressor

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