JPH08284850A - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JPH08284850A
JPH08284850A JP7090700A JP9070095A JPH08284850A JP H08284850 A JPH08284850 A JP H08284850A JP 7090700 A JP7090700 A JP 7090700A JP 9070095 A JP9070095 A JP 9070095A JP H08284850 A JPH08284850 A JP H08284850A
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JP
Japan
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curve
wall
winding
spiral
swirling
Prior art date
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Pending
Application number
JP7090700A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Makino
雅彦 牧野
Michio Yamamura
道生 山村
Masafumi Fukushima
雅文 福嶋
Kunio Iwanami
國雄 岩波
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7090700A priority Critical patent/JPH08284850A/ja
Priority to US08/449,372 priority patent/US5558510A/en
Publication of JPH08284850A publication Critical patent/JPH08284850A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中心より伸開する曲線で構成された可動羽根
および固定羽根の巻内端部の形状変更を行うことにより
圧縮機性能を低下させずに巻内端部の強度向上を図る。 【構成】 一方の羽根の外壁曲線102の巻内端部に接
続された円弧Cを原点Oのまわりに旋回運動させたとき
の円弧Cの包路線601に近似の曲線211とで他方の
羽根の巻内端部を形成する。この際、内壁曲線211と
外壁曲線202との最短距離aXが巻内方側で大きく
(a1<a2<・・・<an)なるように円弧Cを設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスクロール圧縮機に関
し、特に渦巻羽根の形状改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的なスクロール圧縮機において、両
渦巻羽根は同一のインボリュート基礎円に基づく位相の
異なる2つのインボリュート曲線によって内壁曲線及び
外壁曲線が形成されており、渦巻内端部から渦巻終端部
まで一定の壁厚となっている。そしてこれら両渦巻羽根
部品を互いに180゜ずらし、かつ両渦巻羽根側壁が互
いに接触するように配設された状態で一方の渦巻羽根部
品を旋回させることによって圧縮作用を行なわせる構成
となっている。
【0003】一方本圧縮機においては、いずれか一方の
渦巻羽根の内壁曲線は中心より伸開する曲線で形成され
ており、他方の渦巻羽根は一方の渦巻羽根の相対旋回運
動の包絡曲線によって形成されている。このような曲線
で形成された渦巻羽根を用いたスクロール圧縮機では、
伸開の係数aを大きくとることによって、前述のインボ
リュート曲線で形成された渦巻羽根を用いたスクロール
圧縮機に比べて、同一シリンダ内径では閉じ込み容積を
大きくとることができる利点がある。また、同一吸い込
み容積で比べれば側板の外径を小さくすることが可能と
なり、圧縮機全体の小型軽量化が図れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな曲線で渦巻羽根を形成すると、渦巻内端部では図1
に示すように壁厚が薄くなり、一方の渦巻内端部はシャ
ープエッジ状となっているため何らかの形状変更を施さ
ないと強度的に使用に耐えられないという課題を有して
いた。このような巻内端部の形状改良に関しては、特開
昭59−58187号公報など種々の特許に開示されて
いるが、これらはインボリュート曲線と円弧あるいは直
線とを単純に接続するのが前提となっており両渦巻羽根
で対称な形状となっている。したがって本圧縮機に示す
ような両渦巻羽根が非対称なものでは、このような単純
形状では構成できず一方の渦巻羽根の相対旋回運動を考
慮した形状にしなければならない。また、強度向上の目
的だけで巻内端部の壁厚を不用意に大きくすれば軽量化
の効果を損ない、また小室の最終閉じ込め容積が大きく
なれば圧縮比の低下や再膨張損を招き性能に悪影響を及
ぼす。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、旋回渦巻羽根と固定渦巻羽根のいずれか一
方の内壁面の主たる部分を極座標r・φ上でa及びbを
常数としてr=a・φで、外壁面の主たる部分をr=a
・φ+bでそれぞれ規定される曲線で形成し、他方の渦
巻羽根の内壁の主たる部分を前記一方の渦巻羽根の外壁
の相対旋回運動の包絡曲線で、他方の渦巻羽根の外壁の
主たる部分を前記一方の渦巻羽根の内壁の相対旋回運動
の包絡曲線でそれぞれ形成し、この固定渦巻羽根と旋回
渦巻羽根のそれぞれの外壁の前記主たる部分の曲線の巻
内端に、この巻内端と共通の接線を持つ円弧からなる外
壁巻内端接続曲線をそれぞれ接続し、前記固定渦巻羽根
と旋回渦巻羽根のそれぞれの内壁の巻内端に、それぞれ
相対する渦巻羽根の外壁の前記巻内端円弧の相対旋回運
動の包絡曲線に近似の曲線からなる内壁巻内端接続曲線
を接続し、この内壁巻内端接続曲線上の各点からその渦
巻羽根の外壁の主たる部分の曲線までの最短距離をこの
内壁巻内端接続曲線の巻内方側で大になるようにそれぞ
れ形成した。
【0006】また、他の手段として固定渦巻羽根と旋回
渦巻羽根のそれぞれの内壁の前記主たる部分の曲線の巻
内端に、内壁巻内端接続曲線をそれぞれ接続し、この内
壁巻内端接続曲線上の各点における前記外壁の主たる部
分の曲線までの最短距離をこの内壁巻内端接続曲線の巻
内方側で大にそれぞれ形成し、それぞれの巻内端接続曲
線に噛み合う渦巻羽根の外壁の主たる部分の曲線の巻内
端に、前記内壁巻内端接続曲線の相対旋回運動の包絡曲
線で形成した外壁巻内端接続曲線を接続した。
【0007】
【作用】本発明はこのような形状を採用することによ
り、圧縮機性能を損なわず、巻内端部の強度を向上させ
ることができる。
【0008】
【実施例】以下本発明の一実施例における渦巻羽根形状
について図面とともに説明する。
【0009】図1において、旋回渦巻羽根100の相対
座標(Xm、Ym)は、固定渦巻羽根200の座標(X、
Y)の原点Oを中心に半径RO で旋回運動を行なう。旋
回渦巻羽根100の原点Om から内壁101及び外壁1
02面上の任意の点Ti、Toまで距離は、 Omi=fi(φ)=aφ (a>0) OmO=fO(φ)=aφ+b (b>0) で表わされる。ここで、φはXm 軸からの巻き角で反時
計方向を正としている。一方、固定渦巻羽根200の内
壁201は、旋回渦巻羽根100の外壁102面上の各
点が描く半径RO の軌跡円502の包絡曲線で形成さ
れ、固定渦巻羽根200の外壁202は、旋回渦巻羽根
100の内壁面上の各点が描く半径RO の軌跡円501
の包絡曲線で形成される。固定渦巻羽根200の内壁2
01及び外壁202面上の任意の点Pi及びPOの(X、
Y)座標は、次式で表わされる。
【0010】 Xi=fO(φ)・cosφ+RO・cos{φ−αO} Yi=fO(φ)・sinφ+RO・sin{φ−αO} XO=fi(φ)・cosφ−RO・cos{φ−αi} YO=fi(φ)・sinφ+RO・sin{φ−αi} ここで、 αi=tan-1[fi´(φ)/fi(φ)] αO=tan-1[fO´(φ)/fO(φ)] 図2は、旋回渦巻羽根100の外壁曲線102の巻内端
部分を点Rにおいて共通の接線を持つ半径r1の円弧C
を接続し、原点Oの回りを半径ROで旋回運動させた時
の円弧Cの包絡曲線601に近似の曲線で固定渦巻羽根
200の内壁巻内端接続曲線211を形成した例であ
る。このとき、図3に示すように、内壁巻内端接続曲線
211上の各点から外壁曲線202までの最短距離aX
が巻内方側で大きくなる(a1<a2<・・・<an)よ
うに、半径r1が設定されている。このようにして旋回
渦巻羽根100の巻内端部についても内壁曲線111で
形成し両渦巻羽根を組合せた例を図4に示す。ここで、
円弧Cと内壁接続曲線111は曲線113で接続されて
おり、同様に円弧C’と内壁接続曲線211は曲線21
3で接続されている。
【0011】図5は、図4に示す曲線113および曲線
213のかわりに直線801および直線901を挿入し
た例で、両曲線と直線はそれぞれの端点Q、Q´および
端点R、R´において共通の接線をもつように接続され
ている。
【0012】上記の例では先ず内壁巻内端接続曲線を決
定したあとで相手側の外壁巻内端曲線を形成している
が、もちろん逆の手順で構成することも可能である。
【0013】図6は、旋回渦巻羽根100の内壁曲線1
01の巻内端部分を点Sにおいて巻内端接続曲線151
を接続した図である。ここで巻内端接続曲線151上の
各点から、外壁曲線102までの最短距離bX が巻内方
側で大きくなる(b1<b2<・・・<bn )ように接続
されている。この旋回渦巻羽根100を原点Oの回りを
半径RO で旋回運動させた時の巻内端接続曲線151の
包絡曲線で固定渦巻羽根200の外壁巻内端接続曲線2
52を形成した例を図7に示す。
【0014】ところで、このように構成された両渦巻羽
根では、小室の最終閉じこめ容積がほとんどなく中間室
への連通流路も狭いことから液圧縮時には過大な圧力が
発生する。図8は旋回渦巻羽根の内壁に接続される巻内
端接続曲線111と固定渦巻羽根の外壁に接続される巻
内端接続曲線252との最近接隙間δ1 および固定渦巻
羽根の内壁に接続される巻内端接続曲線211と旋回渦
巻羽根の外壁に接続される巻内端接続曲線152との最
近接隙間δ2 が僅かに大きくなるように各々の曲線を移
動させて形成した例を示す。このように適切なδ1、δ2
を設定することによって性能を低下させることなく過大
な圧力発生時に両渦巻羽根を保護することができる。
【0015】
【発明の効果】本発明は上記説明から明かなように、両
渦巻羽根の巻内端部を形状変更することにより重量増や
性能劣化への影響もなく強度を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるスクロール圧縮機の
両渦巻曲線を示す構成図
【図2】同スクロール圧縮機の旋回渦巻曲線の外壁巻内
端接続曲線の相対旋回運動によって固定渦巻曲線の内壁
巻内端接続曲線が形成される状態を示す説明図
【図3】本発明の一実施例におけるスクロール圧縮機の
固定渦巻曲線の巻内端部を示す構成図
【図4】本発明の一実施例におけるスクロール圧縮機の
両渦巻曲線の巻内端部を示す構成図
【図5】本発明の一実施例におけるスクロール圧縮機の
両渦巻曲線の巻内端部を示す構成図
【図6】本発明の一実施例におけるスクロール圧縮機の
旋回渦巻曲線の内壁巻内端接続曲線の相対旋回運動によ
って固定渦巻曲線の外壁巻内端接続曲線が形成される状
態を示す説明図
【図7】本発明の一実施例におけるスクロール圧縮機の
旋回渦巻曲線の内壁巻内端接続曲線を示す構成図
【図8】本発明の一実施例の両渦巻曲線の巻内端部を示
す構成図
【符号の説明】
100 旋回渦巻羽根 101 旋回渦巻羽根内壁 102 旋回渦巻羽根外壁 111 旋回渦巻羽根の内壁巻内端接続曲線 113 旋回渦巻羽根の巻内端接続曲線 200 固定渦巻羽根 201 固定渦巻羽根内壁 202 固定渦巻羽根外壁 211 固定渦巻羽根の内壁巻内端接続曲線 213 固定渦巻羽根の巻内端接続曲線 601 円弧Cの包絡曲線 801 旋回渦巻羽根の巻内端部接続直線 901 固定渦巻羽根の巻内端部接続直線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩波 國雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容器の内部に圧縮機構を配設し、この圧縮
    機構を、固定鏡板の上に固定渦巻羽根を形成した固定渦
    巻羽根部品と、前記固定渦巻羽根と噛み合って複数個の
    圧縮作業空間を構成する旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に
    形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の
    自転を拘束して旋回のみをさせる自転拘束部品と、この
    旋回渦巻羽根部品を旋回駆動する駆動力を伝達する駆動
    軸とを含んで構成し、前記旋回渦巻羽根と前記固定渦巻
    羽根のいずれか一方の内壁面の主たる部分を極座標r・
    θ上でa及びbを常数としてr=a・θ、外壁面の主た
    る部分をr=a・θ+bでそれぞれ規定される曲線で形
    成し、他方の渦巻羽根の内壁の主たる部分を前記一方の
    渦巻羽根の外壁の相対旋回運動の包絡曲線で、他方の渦
    巻羽根の外壁の主たる部分を前記一方の渦巻羽根の内壁
    の相対旋回運動の包絡曲線でそれぞれ形成し、この固定
    渦巻羽根と旋回渦巻羽根のそれぞれの外壁の前記主たる
    部分の曲線の巻内端に、この巻内端と共通の接線を持つ
    円弧からなる外壁巻内端接続曲線をそれぞれ接続し、前
    記固定渦巻羽根と旋回渦巻羽根のそれぞれの内壁の巻内
    端に、それぞれ相対する渦巻羽根の外壁の前記巻内端円
    弧の相対旋回運動の包絡曲線に近似の曲線からなる内壁
    巻内端接続曲線を接続し、この内壁巻内端接続曲線上の
    各点からその渦巻羽根の外壁の主たる部分の曲線までの
    最短距離をこの内壁巻内端接続曲線の巻内方側で大にな
    るようにそれぞれ形成したスクロール圧縮機。
  2. 【請求項2】渦巻羽根の主たる曲線の巻内端に接続した
    内壁巻内端接続曲線またはそれぞれの巻内端接続曲線に
    相対する外壁巻内端接続曲線を、相対する両巻内端接続
    曲線の最近接隙間が僅かに大となる方向に移動させて形
    成した請求項1記載のスクロール圧縮機。
  3. 【請求項3】容器の内部に圧縮機構を配設し、この圧縮
    機構を、固定鏡板の上に固定渦巻羽根を形成した固定渦
    巻羽根部品と、前記固定渦巻羽根と噛み合って複数個の
    圧縮作業空間を構成する旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に
    形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の
    自転を拘束して旋回のみをさせる自転拘束部品と、この
    旋回渦巻羽根部品を旋回駆動する駆動力を伝達する駆動
    軸とを含んで構成し、前記旋回渦巻羽根と前記固定渦巻
    羽根のいずれか一方の内壁面の主たる部分を極座標r・
    θ上でa及びbを常数としてr=a・θ、外壁面の主た
    る部分をr=a・θ+bでそれぞれ規定される曲線で形
    成し、他方の渦巻羽根の内壁の主たる部分を前記一方の
    渦巻羽根の外壁の相対旋回運動の包絡曲線で、他方の渦
    巻羽根の外壁の主たる部分を前記一方の渦巻羽根の内壁
    の相対旋回運動の包絡曲線でそれぞれ形成し、この固定
    渦巻羽根と旋回渦巻羽根のそれぞれの内壁の前記主たる
    部分の曲線の巻内端に、内壁巻内端接続曲線をそれぞれ
    接続し、この内壁巻内端接続曲線上の各点における前記
    外壁の主たる部分の曲線までの最短距離をこの内壁巻内
    端接続曲線の巻内方側で大にそれぞれ形成し、それぞれ
    の巻内端接続曲線に噛み合う渦巻羽根の外壁の主たる部
    分の曲線の巻内端に、前記内壁巻内端接続曲線の相対旋
    回運動の包絡曲線で形成した外壁巻内端接続曲線を接続
    したスクロール圧縮機。
  4. 【請求項4】渦巻羽根の主たる曲線の巻内端に接続した
    内壁巻内端接続曲線またはそれぞれの巻内端接続曲線に
    相対する外壁巻内端接続曲線を、相対する両巻内端接続
    曲線の最近接隙間が僅かに大となる方向に移動させて形
    成した請求項2記載のスクロール圧縮機。
JP7090700A 1995-04-17 1995-04-17 スクロール圧縮機 Pending JPH08284850A (ja)

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JP7090700A JPH08284850A (ja) 1995-04-17 1995-04-17 スクロール圧縮機
US08/449,372 US5558510A (en) 1995-04-17 1995-05-24 Scroll compressor having wrap elements with rigidified inner ends

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US5558510A (en) 1996-09-24

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