JPH07127582A - スクロールコンプレッサ - Google Patents

スクロールコンプレッサ

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JPH07127582A
JPH07127582A JP27445693A JP27445693A JPH07127582A JP H07127582 A JPH07127582 A JP H07127582A JP 27445693 A JP27445693 A JP 27445693A JP 27445693 A JP27445693 A JP 27445693A JP H07127582 A JPH07127582 A JP H07127582A
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JP
Japan
Prior art keywords
scroll
thermal expansion
outer peripheral
fixed scroll
coefficient
Prior art date
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Pending
Application number
JP27445693A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiya Yajima
寿也 矢嶋
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
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP27445693A priority Critical patent/JPH07127582A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮室のシール性の向上を図り、効率のよい
圧縮状態を確保する。 【構成】 固定スクロール33に対して旋回スクロール
35を旋回運動させることにより各渦巻体41,45の
外周端から中心部へ向けて冷媒を圧縮するスクロールコ
ンプレッサにおいて、旋回スクロール35又は固定スク
ロール33の少なくともいずれか一方の渦巻体41,4
5の中心部領域を、外周領域に対して熱膨脹係数を小さ
くするか、又は、渦巻体41,45の外周領域を、中心
部領域に対して熱膨脹係数を大きくすることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、空調装置や
冷凍冷蔵庫等に適するスクロールコンプレッサに関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、空調装置や冷凍冷蔵庫等に使用
されるスクロールコンプレッサとしては、例えば特開昭
55−160192号公報のものが知られている。即
ち、図12に示すように基板101の一般面から立上が
る固定スクロール103側の渦巻体105と、基板10
7の一般面から立上がる旋回スクロール109側の渦巻
体111を互いに噛み合わせ、図10(イ)(ロ)
(ハ)に示すように固定スクロール103に対して旋回
スクロール109を旋回運動させることで中心へ順次容
積の減少を伴なう圧縮室113を形成し、圧縮された冷
媒等を中心部の吐出口115から取り出す構造となって
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記した如く固定スク
ロール103に対して旋回スクロール109が旋回運動
することで、中心へ順次容積の減少を伴なう圧縮室11
3を形成し、圧縮された冷媒等を中心部の吐出口115
から取り出すものであるが、各スクロール103,10
9は、圧縮時の熱の影響を受けて熱膨張する。
【0004】この熱膨脹の影響は、高温・高圧縮となる
中心部へ向かうほど大きくなる。熱膨張による影響は、
図11に示すように、基板107及び渦巻体111の熱
膨脹によって中央部の渦巻体111は外周の渦巻体11
1より高くd1、かつ、外周方向に傾く、また、外周領
域の渦巻体111は、中央部に比べて低く、かつ、中央
部側d2へ倒れる傾向となる。
【0005】したがって、運転時の各渦巻体105,1
11は、熱膨脹によって図12に示すように、片当りP
が起きると共に、d1が原因で圧縮室113の端面シー
ル部α1に隙間が発生する。あるいは、d2が原因で側
面シールα2に隙間が発生し、シール性低下による圧縮
不良を起こし性能低下を招来する問題があった。
【0006】そこで、この発明は、熱膨脹による影響を
最小に抑えて、圧縮性能の向上を図るようにしたスクロ
ールコンプレッサを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、基板から一体に立上がる連続した渦巻
体を有する固定スクロールと、固定スクロールの渦巻体
と噛み合い圧縮室を形成する連続した渦巻体が基板から
一体に立上がる旋回スクロールとを備え、前記固定スク
ロールに対して旋回スクロールを旋回運動させることに
より渦巻体の外周端から中心部へ向けて冷媒を圧縮する
スクロールコンプレッサにおいて、旋回スクロール又は
固定スクロールの少なくともいずれか一方の渦巻体の中
心部領域を、外周領域に対して熱膨脹係数を小さくする
か、又は、渦巻体の外周領域を、中心部領域に対して熱
膨脹係数を大きくする。
【0008】あるいは、旋回スクロールまたは固定スク
ロールの少なくともいずれか一方を、または、各スクロ
ールのいずれか一方の渦巻体か基板を、中心部位と外周
部とで熱膨脹係数が異なる複合材料でそれぞれ形成する
ものである。
【0009】
【作用】かかるスクロールコンプレッサによれば、固定
スクロールに対して旋回スクロールが旋回運動すること
で、渦巻体の外周端から取入れた冷媒を中心部位へ向け
て順次圧縮するようになる。
【0010】この圧縮作動時において、高温・高圧縮と
なり熱の影響を強く受ける中心部領域にあっては、小さ
く設定された熱膨脹係数によって、熱の影響が小さい外
周領域とほぼ均衡し合う熱膨張量に抑えられる。この場
合、外周領域を、大きく設定した熱膨脹係数によって、
中心部位の熱膨脹率とほぼ均衡し合う熱膨脹量が得られ
る。したがって、渦巻体の中心部領域と外周領域とに大
きな変形の差異は起こらず、圧縮室間の良好なシール状
態が確保され、効率のよい圧縮状態が得られるようにな
る。
【0011】
【実施例】以下、図1乃至図9の図面を参照しながらこ
の発明を詳細に説明する。
【0012】図中1は吸込管3と吐出管5とを有する密
閉ケースを示しており、密閉ケース1内の下部に駆動手
段となる駆動部7が、上部に圧縮手段となる圧縮機構部
9がそれぞれ設けられている。
【0013】駆動部7は、主軸11に固着されたロータ
13と、密閉ケース1側に固着されたステータ15とを
有し、ステータ15に電流が流れることでロータ13を
介して前記主軸11に回転動力が与えられるようにな
る。
【0014】主軸11は、中心軸心Wから所定量偏心e
したクランク軸部19を有し、密閉ケース1に固着され
たフレーム21に軸受23を介して回転自在に支持され
ている。
【0015】一方、圧縮機部9は、固定スクロール33
と旋回スクロール35とから成っている。固定スクロー
ル33は、鋳鉄製で密閉ケース1に固着された基板39
から渦巻体41が立上がる形状となっており、内周側
は、内周噛み合い面に、外周側は、外周噛み合い面とな
っている。
【0016】旋回スクロール35は、中心部にクランク
軸受42を有する基板43から一体に渦巻体45が立上
がる形状となっており、クランク軸受42は前記主軸1
1のクランク軸部19に対して回転自在に嵌挿支持され
ている。
【0017】旋回スクロール35は、渦巻体45の内周
側が、内周噛み合い面に、外周側が、外周噛み合い面と
なっていて、固定スクロール33の渦巻体41と噛み合
うことで、渦巻体45と渦巻体41との間に圧縮室47
が作られるようになっている。
【0018】圧縮室47は、主軸11のクランク軸部1
9からの回転動力がオルダム機構53を介して旋回スク
ロール35に自転の伴わない旋回運動が与えられること
で、吸込口切欠き部54から冷媒の取入れが可能となっ
ている。したがって、旋回運動に対応して圧縮室47の
容積が中心へ向けて順次小さくなると共に中心部位にお
いて、圧縮された冷媒等は固定スクロール33に設けら
れた吐出口55から吐出されるようになる。
【0019】固定スクロール33と旋回スクロール35
は、高温・高圧縮となり、熱の影響を強く受ける中心部
領域と、熱の影響が比較的小さくて済む外周領域の熱膨
脹量がほぼ均衡するようになっており、図2から図4は
その一実施例を示している。
【0020】この実施例は、固定スクロール33及び旋
回スクロール35の各基板39,43と、各渦巻体4
1,45の中心部領域を鋳鉄の材料で形成し、渦巻体4
1,45の外周の一巻分(多数の点で現わした領域)を
鋳鉄より熱膨脹係数が大きい鍛造アルミニュームで形成
した手段となっている。
【0021】これにより、例えば、エアコン運転時の平
均的な温度分布条件を与え、変形を計算し、噛み合い状
態にある各渦巻体41,45の端面シール部α1の隙間
及び側面シール部α2の隙間を求めた所、オール鋳鉄の
場合と比較すると端面方向(図2矢印a)で約14%,
側面方向(同図矢印b)で約66%低く抑えられた。こ
の結果、圧縮室47間のシール性の向上と、効率のよい
圧縮状態が得られるようになる。
【0022】図5は、第2の実施例を示したものであ
る。この実施例では、固定スクロール33の基板39及
び渦巻体41を鋳鉄の材料で形成する一方、旋回スクロ
ール35の基板43及び渦巻体45を、アルミニューム
への添加剤の比率を変化させたA1基複合材料を用いて
形成してある。即ち、中心部f1の熱膨脹係数が一番小
さく、以下、その外側のf2,f3なるほど熱膨脹係数
が順次大きくなるようf1<f2<f3の関係に熱膨脹
係数が設定してある。
【0023】これにより、例えば、エアコン運転時の平
均的な温度分布条件を与え、変形を計算し、噛み合い状
態にある各渦巻体41,45の、端面方向(矢印a)の
端面シール部の隙間を求めた所、相方とも鋳鉄製とした
場合に比べて平均で約63%、側面方向(矢印b)の側
面シール部の隙間で約62%低く抑えられた。この結
果、圧縮室47間のシール性の向上と、効率の良い圧縮
状態が得られるようになる。
【0024】図6は、第3の実施例を示したものであ
る。
【0025】この実施例では、固定スクロール33と旋
回スクロール35をそれぞれ傾斜基複合材料を用いると
共に中央部位の熱膨脹係数を一番小さく、以下外周部へ
向かうに従がい順次熱膨脹係数が連続して大きくなるよ
う設定してある。
【0026】これにより、エアコン運転時の平均的な温
度分布条件を与え、変形を計算し、噛み合い状態にある
各渦巻体41,45の端面方向(図矢印a)及び側面方
向(図矢印b)の各シール部の隙間を求めた所、熱膨脹
係数を制御しない鍛造アルミニュームの材料に比べて、
平均で約66%低く抑えられた。この結果、シール性の
向上と効率のよい圧縮状態が得られるようになる。
【0027】図7と図8は第4の実施例を示したもので
ある。
【0028】この実施例では、固定スクロール33を鋳
鉄の材料で形成する一方、旋回スクロール35を、粉末
鍛造アルミニュームの材料を用い、中心部位の渦巻体4
5の一巻分を、外周領域に比べて熱膨脹係数を小さく設
定したものである。
【0029】これにより、エアコン運転時の平均的な温
度分布条件を与え、変形を計算し、噛み合い状態にある
各渦巻体41,45の端面方向(図矢印a)の端面シー
ル部の隙間を求めた所、熱膨脹係数を制御しない場合に
比べて約60%、側面方向(図矢印b)の側面シール部
の隙間で約6%低く抑えられた。この結果、シール性の
向上と効率のよい圧縮状態が得られるようになる。
【0030】図9は、第5の実施例を示したものであ
る。
【0031】この実施例では、固定スクロール33を鋳
鉄の材料で形成する一方、旋回スクロール35を、粉末
鍛造アルミニュームの材料を用い、中心部位の基板43
を、外周領域に比べて熱膨脹係数を小さく設定したもの
である。
【0032】これにより、エアコン運転時の平均的な温
度分布条件を与え、変形を計算し、噛み合い状態にある
各渦巻体41,45の側面方向(図矢印b)の端面シー
ル部の隙間を求めた所、熱膨脹係数を制御しない場合に
比べて約31%、端面方向(図矢印a)の端面シール部
の隙間で約15%低く抑えられた。この結果、シール性
の向上と効率のよい圧縮状態が得られるようになる。
【0033】なお、図1において57は潤滑油を示して
おり、潤滑油面に吸込時の圧が作用することで、主軸1
1に設けられた潤滑油通路59を介して各軸受部に潤滑
油が供給されるようになっている。
【0034】このように構成されたスクロールコンプレ
ッサによれば、クランク軸部19を介して旋回スクロー
ル35に旋回運動が与えられることで、外周の吸込口切
欠き部54から取込まれた冷媒は中心へ向け順次縮小す
る圧縮室47により圧縮されていく。この時、中心部領
域と、外周領域とに熱膨脹による大きな変形差は起こら
ず、端面シール部及び側面シール部の隙間は小さく抑え
られ、効率のよい圧縮状態が確保されるようになる。
【0035】
【発明の効果】以上、説明したようにこの発明のスクロ
ールコンプレッサによれば、熱膨脹による中心部領域と
外周領域との変形をほぼ均一に抑えることが可能となる
ため、圧縮室間のシール性の向上が図れるようになり、
効率のよい圧縮状態が得られる。
【0036】また、渦巻体は特殊加工する必要はなく加
工性を損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【図1】スクロールコンプレッサの切断面図。
【図2】固定スクロールと旋回スクロールを示した切断
面図。
【図3】固定スクロールの概要平面図。
【図4】旋回スクロールの概要平面図。
【図5】鋳鉄の材料で作られた固定スクロールと、複合
材料で作られ、図5の固定スクロールと噛み合う旋回ス
クロールを示した切断面図。
【図6】複合材料で作られた固定スクロールと、旋回ス
クロールを示した切断面図。
【図7】鋳鉄の材料で作られた固定スクロールと、粉末
鍛造アルミニュームで作られ、渦巻体の中心部領域の熱
膨脹係数を小さく設定した旋回スクロールとを示した切
断面図。
【図8】図7の旋回スクロールの概要平面図。
【図9】鋳鉄の材料で作られた固定スクロールと、粉末
鍛造アルミニュームで作られ、基板の中心部領域の熱膨
脹係数を小さく設定した旋回スクロールとを示した切断
面図。
【図10】スクロールコンプレッサの動作図。
【図11】従来例を示した旋回スクロールの説明図。
【図12】従来例を示した固定スクロールと旋回スクロ
ールの噛み合い状態を示した説明図。
【符号の説明】
33 固定スクロール 35 旋回スクロール 41,43 渦巻体 39,45 基板 47 圧縮室

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板から一体に立上がる連続した渦巻体
    を有する固定スクロールと、固定スクロールの渦巻体と
    噛み合い圧縮室を形成する連続した渦巻体が基板から一
    体に立上がる旋回スクロールとを備え、前記固定スクロ
    ールに対して旋回スクロールを旋回運動させることによ
    り渦巻体の外周端から中心部へ向けて冷媒を圧縮するス
    クロールコンプレッサにおいて、旋回スクロール又は固
    定スクロールの少なくともいずれか一方の渦巻体の中心
    部領域を、外周領域に対して熱膨脹係数を小さくする
    か、又は、渦巻体の外周領域を、中心部領域に対して熱
    膨脹係数を大きくすることを特徴とするスクロールコン
    プレッサ。
  2. 【請求項2】 旋回スクロールまたは固定スクロールの
    少なくともいずれか一方の渦巻体または基板を、中心部
    位と外周部とで熱膨脹係数が異なる複合材料で形成する
    ことを特徴とする請求項1記載のスクロールコンプレッ
    サ。
  3. 【請求項3】 基板から一体に立上がる連続した渦巻体
    を有する固定スクロールと、固定スクロールの渦巻体と
    噛み合い圧縮室を形成する連続した渦巻体が基板から一
    体に立上がる旋回スクロールとを備え、前記固定スクロ
    ールに対して旋回スクロールを旋回運動させることによ
    り渦巻体の外周端から中心部へ向けて冷媒を圧縮するス
    クロールコンプレッサにおいて、旋回スクロール又は固
    定スクロールの少なくともいずれか一方を、中心部領域
    の熱膨脹係数が小さく、外周領域の熱膨脹係数が大きく
    なる複合材料で形成したことを特徴とするスクロールコ
    ンプレッサ。
JP27445693A 1993-11-02 1993-11-02 スクロールコンプレッサ Pending JPH07127582A (ja)

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