JPH09151865A - スクロール流体機械 - Google Patents

スクロール流体機械

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JPH09151865A
JPH09151865A JP31521095A JP31521095A JPH09151865A JP H09151865 A JPH09151865 A JP H09151865A JP 31521095 A JP31521095 A JP 31521095A JP 31521095 A JP31521095 A JP 31521095A JP H09151865 A JPH09151865 A JP H09151865A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクロール流体機械の渦巻状ラップにおい
て、十分なラップ強度を有し、且つ効率を損なうことな
くその中心部における洩れの方向とタイミングとを確実
に制御することのできるプロファイルを提供する。 【解決手段】 渦巻状ラップの中央部を、異なる形状の
プロファイルを有する2層以上の複数層を高さ方向に積
層して形成すると共に、固定スクロールと旋回スクロー
ルとが噛み合わされたとき対向する層のプロファイル同
士を、最終的に圧縮容積が零となる所謂完全噛み合いプ
ロファイルとし、かつ積層された層のうちの1層以上の
層のプロファイルを、背側インボリュート曲線と中心部
曲線との接続角と、腹側インボリュート曲線と中心部曲
線との接続角とが異なる形状で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスクロール流体機械
に関するものであり、特にその渦巻状ラップのプロファ
イルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のスクロール圧縮機の渦巻状
ラップの中心部付近の断面図である。スクロール圧縮機
の中心部プロファイル形状としては、円弧や正弦関数を
用いた完全噛合いプロファイルが用いられることが多
く、図3はこの完全噛合いプロファイルを示している。
図において、1は基礎円、30は背側インボリュート曲
線、31は腹側インボリュート曲線、27は背側インボ
リュート接続点、28は腹側インボリュート接続点、4
7は背側インボリュート接続角、48は腹側インボリュ
ート接続角である。
【0003】完全噛合いプロファイルにおいては、背側
インボリュートと中心部曲線との接続角47と、腹側イ
ンボリュートと中心部曲線との接続角48とは同一であ
り、組立て精度や工作精度によっては、中心部圧縮室の
ガスが背側圧縮室または腹側圧縮室のいずれかに洩れる
ことがあった。この場合、洩れる方向によって、性能の
ばらつきや、騒音のばらつきが発生していた。
【0004】上記のばらつきを解消するために、完全噛
合いの一部を切り欠くことによって、ガス洩れの方向を
一定にする工夫も多数なされているが、噛合いがはずれ
る点の角度を接続角より小さい方にわずかに移動させる
ためのものであり、確実な洩れタイミングの制御はでき
なかった。
【0005】図4は従来のスクロール圧縮機の渦巻状ラ
ップの中心部付近の他の例の断面図であり、(a)は固
定側、(b)は旋回側の断面図である。これは前述の欠
点を解消するためになされた工夫を示したものである。
17,27は固定側、旋回側のそれぞれの背側インボリ
ュート接続点、18,28は、固定側、旋回側のそれぞ
れの腹側インボリュート接続点である。この例において
は、背側インボリュート曲線と中心部曲線との接続角4
7と、背側インボリュート曲線と中心部曲線との接続角
48とが異るものである。このプロファイルによって洩
れタイミングの制御は確実に行われるが、接続角の小さ
い方の接続点27において、スクロールラップ先端に発
生する応力が大きく、信頼性のある形状とするには、接
続角の小さい方の接続点27において、十分な強度を有
するように設計する必要があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図4に示した従来技術
においては、接続角の小さい方の接続点27において十
分な強度を有するように設計しなければならなかった。
このような設計をした場合には、圧縮機の押のけ量が小
さくなるとか、圧縮比が小さくなって効率が落ちるなど
の不具合が生じる。
【0007】本発明は上記従来技術の欠点を解消し、十
分なラップ強度を有し、かつ効率を損なうことなく確実
な洩れタイミングの制御を行うことのできるプロファイ
ルを提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、次の特徴を有するスクロール流体機
械に関するものである。
【0009】(1)渦巻状ラップの中央部を、異なる形
状のプロファイルを有する2層以上の複数層を高さ方向
に積層して形成すると共に、固定スクロールと旋回スク
ロールとが噛み合わされたとき対向する層のプロファイ
ル同士を、最終的に圧縮容積が零となる所謂完全噛み合
いプロファイルとし、かつ積層された層のうちの1層以
上の層のプロファイルを、背側インボリュート曲線と中
心部曲線との接続角と、腹側インボリュート曲線と中心
部曲線との接続角とが異なる形状で構成した。
【0010】(2)上記(1)項に記載のスクロール流
体機械において、固定スクロール、旋回スクロール共
に、背側インボリュート曲線と中心部曲線との接続角
を、渦巻状ラップが立設される端板に近い底層側を最も
小さく、端板から遠ざかる上層になるに従い大きくし、
一方、腹側インボリュート曲線と中心部曲線との接続角
を、底層側を最も大きく、上層になるに従い小さくする
よう構成した。
【0011】(3)上記(2)項に記載のスクロール流
体機械において、旋回スクロールラップの背側インボリ
ュートと中心部曲線との接続角の最小値が、固定スクロ
ールラップの背側インボリュートと中心部曲線との接続
角の最小値より小さくなるよう構成した。
【0012】(4)上記(3)項に記載のスクロール流
体機械において、旋回スクロール側は背側インボリュー
トと中心部曲線との接触角が最も小さい最底層のプロフ
ァイルのみ完全噛み合い形状ではなく接続点において噛
み合いを外して外周側に隣接する圧縮室とガス連通可能
の形状とし、固定スクロール側は背側インボリュートと
中心部曲線との接触角が最も大きい最上層のプロファイ
ルのみ完全噛み合い形状ではなく接続点において噛み合
いを外して外周側に隣接する圧縮室とガス連通可能の形
状として構成した。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態に係
るスクロール圧縮機の渦巻状ラップの中心部付近の断面
図である。(a)は固定スクロールの渦巻状ラップのプ
ロファイル、(b)は旋回スクロールの渦巻状ラップの
プロファイルである。図2は上記図1(a)の部分斜視
図である。上記各ラップの中心部は異るプロファイルを
有する二つの層から構成されている。図において1は基
礎円、30は背側インボリュート曲線、31は腹側イン
ボリュート曲線である。これらは固定側と旋回側とで同
じ形である。
【0014】同図(a)において、11は底層、12は
上層のプロファイル曲線である。13は底層背側、14
は上層背側、15は底層腹側、16は上層腹側のインボ
リュート接続点である。53は底層背側、54は上層背
側、55は底層腹側、56は上層腹側のインボリュート
曲線と中心部曲線との接続角である。これらはいずれも
固定スクロール側のものである。
【0015】同図(b)において、21は底層、22は
上層のプロファイル曲線である。23は底層背側、24
は上層背側、25は底層腹側、26は上層腹側のインボ
リュート接続点である。63は底層背側、64は上層背
側、65は底層腹側、66は上層腹側のインボリュート
曲線と中心部曲線との接続角である。これらはいずれも
旋回スクロール側のものである。
【0016】本実施形態において、図1(a)の固定ス
クロールのプロファイルにおいては、インボリュート接
続角は表1のように選定されている。
【0017】
【表1】
【0018】また、図1(b)の旋回スクロールのプロ
ファイルにおいては、インボリュート接続角は表2のよ
うに選定されている。
【0019】
【表2】
【0020】本実施形態によれば、背側、腹側のインボ
リュート曲線との接続角が異なるため工作精度や組立て
精度によらず確実な洩れ角度、方向の制御が可能であ
る。
【0021】一般には、渦巻状ラップの中央部を、異な
る形状のプロファイルを有する2層以上の複数層を高さ
方向に積層して形成すると共に、固定スクロールと旋回
スクロールとが噛み合わされたとき対向する層のプロフ
ァイル同士を、最終的に圧縮容積が零となる所謂完全噛
み合いプロファイルとし、かつ積層された層のうちの1
層以上の層のプロファイルを、背側インボリュート曲線
と中心部曲線との接続角と、腹側インボリュート曲線と
中心部曲線との接続角とが異なる形状で構成することに
よって、確実にガスの洩れる方向とタイミングを制御す
ることができる。
【0022】また、上記スクロール流体機械において、
固定スクロール、旋回スクロール共に、背側インボリュ
ート曲線と中心部曲線との接続角を、渦巻状ラップが立
設される端板に近い底層側を最も小さく、端板から遠ざ
かる上層になるに従い大きくし、一方、腹側インボリュ
ート曲線と中心部曲線との接続角を、底層側を最も大き
く、上層になるに従い小さくするよう構成することによ
って、端板に近い層ほどラップ幅が厚くなり強度が増す
と共に、切削加工が容易となる。
【0023】さらに、旋回スクロールラップの背側イン
ボリュートと中心部曲線との接続角の最小値が、固定ス
クロールラップの背側インボリュートと中心部曲線との
接続角の最小値より小さくなるよう構成することによっ
て、固定スクロールの背側圧縮室と中心部圧縮室とのガ
ス連通が、腹側圧縮室と中心部圧縮室との連通より早ま
り、従来発生しやすかった背側圧縮室の過大圧縮による
動力損失が軽減される。
【0024】また、旋回スクロール側は背側インボリュ
ートと中心部曲線との接触角が最も小さい最底層のプロ
ファイルのみ完全噛み合い形状ではなく、接続点におい
て噛み合いを外して外周側に隣接する圧縮室とガス連通
可能の形状とし、固定スクロール側は背側インボリュー
トと中心部曲線との接触角が最も大きい最上層のプロフ
ァイルのみ完全噛み合い形状ではなく、接続点において
噛み合いを外して外周側に隣接する圧縮室とガス連通可
能の形状として構成することによって、制御したい角度
においてガス連通を確実に行わせることができる。
【0025】
【発明の効果】本発明のスクロール流体機械において
は、渦巻状ラップの中央部を、異なる形状のプロファイ
ルを有する2層以上の複数層を高さ方向に積層して形成
すると共に、固定スクロールと旋回スクロールとが噛み
合わされたとき対向する層のプロファイル同士を、最終
的に圧縮容積が零となる所謂完全噛み合いプロファイル
とし、かつ積層された層のうちの1層以上の層のプロフ
ァイルを、背側インボリュート曲線と中心部曲線との接
続角と、腹側インボリュート曲線と中心部曲線との接続
角とが異なる形状で構成したので、十分なラップ強度を
有し、かつ効率を損なうことなく確実にガスの洩れる方
向とタイミングを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係るスクロール圧縮機
の渦巻状ラップの中心部付近の断面図であり、(a)は
固定スクロール、(b)は旋回スクロールの部分断面図
である。
【図2】上記図1(a)の渦巻状ラップの部分斜視図で
ある。
【図3】従来のスクロール圧縮機の渦巻状ラップの中心
部付近の断面図である。
【図4】従来のスクロール圧縮機の渦巻状ラップの他の
例の中心部付近の断面図であり、(a)は固定スクロー
ル、(b)は旋回スクロールの部分断面図である。
【符号の説明】
1 基礎円 2 スクロール端板 11 固定側底層プロファイル曲線 12 固定側上層プロファイル曲線 13 固定底層背側インボリュート接続点 14 固定上層背側インボリュート接続点 15 固定底層腹側インボリュート接続点 16 固定上層腹側インボリュート接続点 21 旋回側底層プロファイル曲線 22 旋回側上層プロファイル曲線 23 旋回底層背側インボリュート接続点 24 旋回上層背側インボリュート接続点 25 旋回底層腹側インボリュート接続点 26 旋回上層腹側インボリュート接続点 30 背側インボリュート曲線 31 腹側インボリュート曲線 27 背側インボリュート接続点 28 腹側インボリュート接続点 47 背側インボリュート接続角 48 腹側インボリュート接続角 53 固定底層背側インボリュート接続角 54 固定上層背側インボリュート接続角 55 固定底層腹側インボリュート接続角 56 固定上層腹側インボリュート接続角 63 旋回底層背側インボリュート接続角 64 旋回上層背側インボリュート接続角 65 旋回底層腹側インボリュート接続角 66 旋回上層腹側インボリュート接続角

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 渦巻状ラップの中央部を、異なる形状の
    プロファイルを有する2層以上の複数層を高さ方向に積
    層して形成すると共に、固定スクロールと旋回スクロー
    ルとが噛み合わされたとき対向する層のプロファイル同
    士を、最終的に圧縮容積が零となる所謂完全噛み合いプ
    ロファイルとし、かつ積層された層のうちの1層以上の
    層のプロファイルを、背側インボリュート曲線と中心部
    曲線との接続角と、腹側インボリュート曲線と中心部曲
    線との接続角とが異なる形状で構成したことを特徴とす
    るスクロール流体機械。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のスクロール流体機械に
    おいて、固定スクロール、旋回スクロール共に、背側イ
    ンボリュート曲線と中心部曲線との接続角を、渦巻状ラ
    ップが立設される端板に近い底層側を最も小さく、端板
    から遠ざかる上層になるに従い大きくし、一方、腹側イ
    ンボリュート曲線と中心部曲線との接続角を、底層側を
    最も大きく、上層になるに従い小さくするよう構成した
    ことを特徴とするスクロール流体機械。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のスクロール流体機械に
    おいて、旋回スクロールラップの背側インボリュートと
    中心部曲線との接続角の最小値が、固定スクロールラッ
    プの背側インボリュートと中心部曲線との接続角の最小
    値より小さくなるよう構成したことを特徴とするスクロ
    ール流体機械。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載のスクロール流体機械に
    おいて、旋回スクロール側は背側インボリュートと中心
    部曲線との接触角が最も小さい最底層のプロファイルの
    み完全噛み合い形状ではなく接続点において噛み合いを
    外して外周側に隣接する圧縮室とガス連通可能の形状と
    し、固定スクロール側は背側インボリュートと中心部曲
    線との接触角が最も大きい最上層のプロファイルのみ完
    全噛み合い形状ではなく接続点において噛み合いを外し
    て外周側に隣接する圧縮室とガス連通可能の形状として
    構成したことを特徴とするスクロール流体機械。
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JP2020118092A (ja) * 2019-01-24 2020-08-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 スクロール圧縮機
WO2021229682A1 (ja) * 2020-05-12 2021-11-18 三菱電機株式会社 スクロール圧縮機

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GB2609324A (en) * 2020-05-12 2023-02-01 Mitsubishi Electric Corp Scroll compressor

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