JPS59173581A - スクロ−ル機械 - Google Patents

スクロ−ル機械

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JPS59173581A
JPS59173581A JP4606983A JP4606983A JPS59173581A JP S59173581 A JPS59173581 A JP S59173581A JP 4606983 A JP4606983 A JP 4606983A JP 4606983 A JP4606983 A JP 4606983A JP S59173581 A JPS59173581 A JP S59173581A
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JP
Japan
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blades
vane
scroll
point
blade
Prior art date
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JP4606983A
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English (en)
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JPS6354910B2 (ja
Inventor
Tatsuji Yuasa
湯浅 達治
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Publication of JPS59173581A publication Critical patent/JPS59173581A/ja
Publication of JPS6354910B2 publication Critical patent/JPS6354910B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02Rotary-piston machines or engines 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
    • F01C1/0207Rotary-piston machines or engines 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
    • F01C1/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スクロール羽根を作動させて非圧縮性′流体
を移送するポンプとして、或いはスクロール羽根に非圧
縮性流体を圧入して該流体のもつエネルギを回転エネル
ギとして取出す水車として用いられるスクロール機械に
関するものである。
本明細書において、スクロール機構、或い上羽根の配置
に関し「線対称」とは1+直直角面投影面において該投
影面上の成る軸に対して線対称であることを指す。
従来のスクロール機械では、その渦巻数が1.5よりも
大では容積室に閉じ込み圧縮が発生し、渦巻数が1.5
よりも小では出入口間の筒抜けを生じるため、非圧縮性
流体に対しては1.5の渦巻数しか実用できず、工作を
含めて実用困難な面が多く問題であった。
水元EAは二組のスクロール羽根で連通部を含む容積室
内での流体の定容積移動が行なわれる構造としたことに
より、従来のものの上記の欠点を除き、巻数に対する制
限範囲を、一点ではなく、広い範囲に広げることができ
、設計、製作が極めて容易となるスクロール機械を提供
することを目的とするものである。
本発明は、二組の、同一の羽根を有するスクロール機構
を、線対称に、背中合わせに、中心部を相互に連通せし
めて組合せ、羽根の巻数Nを1ないし1.5巻となし、
かつ羽根の巻始め点から、巻終り点より0.5巻き戻っ
た点までの間の点の羽根面法線方向の範囲が、線対称の
一対の羽根の法線方向の範囲を合わせると少なくとも3
60度をカーζ−していることを特徴とするスクロール
機械である。
本発明を実施例に基づき説明する。
第1図乃至第3図において、中央部に貫通孔3を有する
鏡板50両側面に該貫通孔3を囲んで軸直角断面形状が
インボリュート曲線または円弧の接続で形成された渦巻
線でなるスクロール羽根を垂直に固着して固定羽根1,
1′を設ける。羽根の渦の巻数Nは1以上1.5以下と
し、本実施し11は1であり、巻初も方向αは0度、巻
終り方向βけ360度の場合を示す。巻数N1巻初め方
向α、巻終り方向βの数え方については後述する。
移動羽根2,2′は固定羽根!、1′と全く同一の形状
で、側板11 、11’に垂−に固着されている。
移動羽根2,2′の端面は鏡板5と養触し、固定羽根1
,1′の端面は側板11 、11’と接触する様に対向
噛合せる。
両側板11 、11’は側板接続要素12などによって
一体化されて旋回運動を行なう。本実施例の場合は、惰
11板接続女素12はN通孔3内を通って側板11 、
11’を接続しであるが、ψ板貫通部の処置方法さえ適
当であれば、他の位置に設置することも可能である。
このようにして一体化された移動羽根2.2′と側&’
11.11’と接続要素12は偏心軸受13を介してク
ランク軸14に取付けられ、クランク軸14の回転によ
りその旋回運動が与えられる。クランク軸14を2個以
上使用することKより、移動羽根2,2′の座標方向は
一定に保たれる。クランク軸14が鏡板5を貫通する部
分には、シール7/ブロツク15を備えである。クラン
ク軸14には逆偏心クランク16を取付け、バランス軸
受17を介してバランスウエート18を取付けることに
よりクランク軸周りのバランスを計るようにしである。
これは回転速度に応じて、側板11 、11’の両性側
に取付けたり、片側に取付けたり、さらには省くことも
できる。
クランク軸14はクランク軸受19を介してケーシング
4に取付けられ、移動羽根2,2′がケーシング4に対
し座標方向を一定に保ったまま、渦巻原点が偏心回転す
るよ5に保持される。
クランク軸!4の軸端には同期歯車20(あるいはスプ
ロケットなどの同期機構)などが取付けられ、それは歯
車室21などの中で駆動歯車22(またはチェーン、チ
ェーンホイールなど)と噛合関係を保っている。駆動歯
車22は主軸24と一体になっており、主軸受23を介
してケーシング4に取付けられている。
ケーシング4は鏡板5によって流入側空間6と流出側空
間7に仕切られており、それぞれの空間は流入口8、流
出口9に接続している。流入口8から流入した流体は貫
通孔3を通って流出口9に導かれるが、流体抵抗を軽減
させ流動状態をよくするため、案内板10.lσを設置
することが望ましい。
次妊軸直角面投影図である第1図により固定羽根1.1
′及び移動羽根2.ガにつき説明する。
例えば固定羽根1と1′とは、中心を01  に置く基
礎円Aを有し、中心01  を通る基準線yi  −Y
’1に対し互に線対称に設けられている。移動羽根2及
びτは、中心を02  に置く基礎円B(基礎円Aと同
径)を有し、中心02  を通り基準線Y、 −Y’。
に平行な基準#Y2−V2に対して線対称に設けられて
いる。しかして中心02  は、中心01のまわりに・
     羽根ピッチp e−□−羽根厚さt なる偏心半径eを以て、例えば矢印Sの向きに基準#Y
z −Y’2 dZ常に基準aY1−Y′t VC平行
に保たれた状態で回転する。即ち移動羽根2,2′は固
定羽491 、1’に対して常に】80度の位相差を保
ちながら並進旋回するようKなっている。
即ち、固定羽根1と移動羽根2とにより形成された第一
のスクロール機構と、固定羽根1′と移動羽根2とによ
り形成された編二のスクロール機構とが、軸直角投影面
において中心01を通る基準aY −Y’に対し、線対
称に、背中合わせに、中心部を貫通する貫通孔3により
相互に連通せしめて一体に組み合わせられた構造となっ
ている。
固定羽根1,1′又は移動羽根2,2′の巻数N及び巻
始め方向α及び巻終り方向βについて説明する。
第1図において例えば固定羽根IVcついて説明すれば
、羽根上の任意の点F1において立てた法af1 は、
基礎円Aに対して接線となり、基準線Y1− Y’11
a>う法In!f1t テt7)角1it θヲA F
1ノ方向と称する。巻始めの点D1の方向を巻始め方向
αと称し、第1図の場合においては法線d1  は基準
線Y1−Y’1 に平行であり、α=0度である。
固定羽根1上の点E1の方向は180度、巻終りの点C
1の方向である巻終り方向β=360度となる。
しかして、羽根の巻数Nは 360度 で示される。第1図の場合は α=0度、β=360度
であり、 N=1  となる。
しかして水元明罠おいては、α、β、Nに関し、次の如
き要件が付せられている。即ち、(1)  巻数N 14N  ≦ 1.5 (2)巻始め方向α、 巻終り方向β 巻始め点(方向α)から、巻終り点(方向β)より0.
5巻戻った点までの間の点の羽根面法線の範囲が、線対
称の一対の羽根の法線方向の範囲を合わせると少なくと
も360度をカバーしている。
なる要件である。
このような(11及び(2)の要件を備えることKよっ
て、本発明のスクロール機構は、 (al  第一のスクロール機構又は第二のスクロール
機構の少なくとも何れか一方の機構の羽根が接触して液
体の流路を遮断し、スクロール機構の入口側と出口側の
連通が絶対に起こらない。
(bl  第一、第二のスクロール機構の倒れの機構に
おいても羽根の接触があり、遮断が行なわれ、両速断点
の間に液体が閉じ込められても、連通部を含んで閉じ込
み空間の体積は変らないので閉じ込み圧縮も閉じ込み膨
張も生じない。
(C1一方のスクロール機構においては、接触遮断点は
多くとも一個所なので閉じ込み圧縮又は閉じ込み膨張は
生じない。
という作用効果を導く。
前述の(2)の要件に応じて、巻始め方向αの許容範囲
は、巻数Nに関連して定まる。
例えば N=1の場合 α=0度 N=1.25  α=90〜180度 N=1.5    α20〜180度 となる。
第1図の例においては、固定羽根1渦券面と移動羽根2
渦巻面は図中01やC2(固定羽根1′渦巻面と移動羽
根i渦巻面ではC1′やC2′)で示す点で接触する。
これらの接触点c1.c2  は羽根より中心側と外側
との空間を遮断する。
移動羽根2,2′は渦巻原点である中心01と02間の
距離及び羽根形状の座標方向は一定に保ったまま、その
中心02が固定羽根1.1′の中心01の周囲を回転す
る。
今、中心02  が矢印の方向に回転すると、接触点C
1及びC2は破線で示す矢印の方向に移動する。
接触点C1′、C2′はその方向への回転で接触を断た
れるが、180以上回転すれは、再び接触状態となる。
接触点c1.c2は180° 以上回転した位相で接触
が断たれる。
このように渦巻原点である中心02 が旋回してもいず
れかのスクロール機構には接触点が存在するので、第一
のスクロール羽根の外側空間と第二のスクロール羽根の
外側空間はそのいずれかの接触点で遮断されることにな
る。
このように本実施例では二組の、同一の羽根を有する第
一と第二のスクロール機構を、線対称に、背中合わせに
、中心部を相互に連通せしめて組合せ、羽根の巻数Nを
1ないし1.5巻の範囲内の1となし、かつ羽根の巻始
め点(Dlなど)から、巻終り点(C1など)より0.
5巻き戻った点(hなど)までの間の点の羽根面法線(
flなど)の方向の範囲が、線対称の一対の羽根(1及
び1′など)の法線方向の範囲を合わせると、DI E
、の間の羽根上の法線の方向=(0から180)度と、
E1′D1′の間の羽根上の法線の方向=(180から
360)度とを合わせて360度となり、少なく゛とも
360度をカバーして・いるので、固定羽根1渦巻面と
移動羽根2渦巻面の接触が断たれる位相においては、固
定羽根1′渦巻面と移動羽根2渦巻面が接触し、いかな
る場合においても何れかのスクロール機械で常に少なく
とも一ケ所接触が行なわれ、第一のスクロール機械外側
空間と第二のスクロール機械の外側空「…の間の筒抜け
は発生しない0 サラニ、一方のスクロール機械の流入流量と他。
方のスクロール機械の流d″11流量しいので渦巻数1
〜1.5の範囲では接触点内引11空間の流体は貫通孔
3を通って他方に移動するだけであり、閉じ込み圧縮も
閉じ込み膨張も発生しない。しかして、上記の実施例の
構造のものは流入口8から流体を圧入し、流出口9から
その流体を排出するときには、その流体エネルギによっ
て主軸24が回転させられて水車作用を行なう。また主
軸24から回転力として機械エネルギを供給するときに
は、流体を流入口8から流出口9に運搬するポンプ作用
を行なう。
渦巻数は1〜1.5の間の任意の数とすることができる
が、lまたはそれに近い場合には、さらに次の利点を有
する。即ち、通常渦巻数が1に極めて近いときには、そ
の渦巻形状はインボリュート曲線または2つの円弧の接
続によって設計するのが普通である。その羽根は、ある
管を第4図実線に示すように、母線に沿って切断し、矢
印に示す方向に変形させて破線で示す形状の羽根素材2
6を得ることによって製作できる。また、その渦巻面の
接点は、内面及び外面のそれぞれにおいて0、5巻の範
囲においてのみ確保されねばならないので、接触する面
を除いた部分で第5図及び第6図に溶接部27として示
すような溶接を行なうことでよい。
以上の実施例の構造では、重心が渦巻原点に近付き、高
速バランスがとり易くなっている。
また従来開発されていなかった小水力用の水車として用
いられる容積形機械として好適で、その場合、同期歯車
による駆動機構は、流量/主軸回転数の比を歯数比で任
意に設計でき便利である。
なお、以上の例は4枚の羽根のうち外側の2枚を移動羽
根、内側の2枚を固定羽根としたが逆に外側を固定羽根
、内側を移動羽根としてもよい。
また、片側の2枚の羽根で形成される第一のスクロール
機械と、他の側の2枚で形成される第二のスクロール機
械とは以上の如く一体にしてもよく、別々に構成し、相
互の羽根中心をパイプで連通せしめるようにしてもよい
本発明により、筒抜けも閉じ込み圧縮も発生さ、せるこ
となく、渦巻数を従来のy口き僅か一点のみではなく1
〜1.5という広い幅に拡げ、設計及び製作に対する全
格な与え、羽根、針板及び側板の製作が容易なスクロー
ル機械とすることができ、実用上人なる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は軸直角面投影
図、第2図は軸直角断面図、第3図は第2図I−I線断
面図、第4図は羽根素材の斜視図、第5図は羽根単体の
正面図、第6図はその■−■線断面図である。 1.1′・・・・・・固定羽根、  2,2′・・・・
・・移動羽根、3・・・・・・貫通孔、  4・・・・
・・ケーン7グ、 5・・・・・・鏡板、 6・・・・
・・流入側空間、 7・・・・・・流出側空間、  8
・・・・・・流入口、  9・・・・・・流出口、 1
0゜10′・・・・・・案内板、  11 、11’・
・・・・・側板、12・・・・・・側板接続要素、  
13・・・・・・偏心軸受、14−15− ・・・・・・クランク軸、  15・・・・・・シール
ブロック、16・・・・・・逆偏心りラノンク、  1
7・・・・・・バランス軸受、  1B・・・・・・バ
ランスウエート、  19・・・・・・クランク軸受、
 20・・・・・・同期歯車、 21・・・・・・歯車
室、  22・・・・・・駆動歯車、 23・・・・・
・主軸受、 24・・・・・・主軸、 26・・・・・
・羽根素材、27・・・・・・溶接部。 特許出願人  株式会社 荏原製作所 代坤人 弁理士   千   1)    捻回   
        丸   山   隆  夫特開昭59
−173!181(5)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、二組の、同一の羽根を有するスクロール機構を、線
    対称に背中合わせに中心部を相互に連通せしめて組合せ
    、羽根の巻数Nを1ないし1.5巻となし、かつ羽根の
    巻始め点から、巻終り点より05巻き戻った点までの間
    の点の羽根面法線方向の範囲が、線対称の一対の羽根の
    法線方向の範囲を合わせると少なくとも360度をカバ
    ーしていることを特徴とするスクロール機械。 2、 前記二組のスクロール機構の固定羽根が、一枚の
    鏡板の両面に線対称に、背中合わせの状態に設けられ、
    前記鏡板の中心部に連通孔が設けられている特許請求の
    範囲第1項記載のスクロール機械。 3、前記二組のスクロール機構の移動羽根が一枚の鏡板
    の両面に線対称に、背中合わせの状態に設けられ、前記
    鏡板の中心部に連通孔が設けられている特許請求の範囲
    第1項記載のスクロール機械。
JP4606983A 1983-03-22 1983-03-22 スクロ−ル機械 Granted JPS59173581A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4606983A JPS59173581A (ja) 1983-03-22 1983-03-22 スクロ−ル機械

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4606983A JPS59173581A (ja) 1983-03-22 1983-03-22 スクロ−ル機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59173581A true JPS59173581A (ja) 1984-10-01
JPS6354910B2 JPS6354910B2 (ja) 1988-10-31

Family

ID=12736706

Family Applications (1)

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JP4606983A Granted JPS59173581A (ja) 1983-03-22 1983-03-22 スクロ−ル機械

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JP (1) JPS59173581A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0219681A (ja) * 1988-07-08 1990-01-23 Sanden Corp うず巻き体流体装置
JP2002155874A (ja) * 2000-11-21 2002-05-31 Sanden Corp スクロール型圧縮機
JP2014088775A (ja) * 2012-10-29 2014-05-15 Scroll Giken:Kk スクロール流体機械

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0219681A (ja) * 1988-07-08 1990-01-23 Sanden Corp うず巻き体流体装置
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JP2014088775A (ja) * 2012-10-29 2014-05-15 Scroll Giken:Kk スクロール流体機械

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