JPS6198990A - Scroll fluid machine for vacuum pump - Google Patents
Scroll fluid machine for vacuum pumpInfo
- Publication number
- JPS6198990A JPS6198990A JP21833384A JP21833384A JPS6198990A JP S6198990 A JPS6198990 A JP S6198990A JP 21833384 A JP21833384 A JP 21833384A JP 21833384 A JP21833384 A JP 21833384A JP S6198990 A JPS6198990 A JP S6198990A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- space
- scroll
- back pressure
- fluid
- communication port
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C27/005—Axial sealings for working fluid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は真空ポンプとして使用するスクロール流体機械
に係り、特に旋回スクロールの軸方向を密封する構造に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a scroll fluid machine used as a vacuum pump, and particularly to a structure for sealing an orbiting scroll in the axial direction.
スクロール流体機械において、旋回スクロールの軸方向
密封を保つようにしたものとして、特開昭55−875
20号公報に開示された構造がある。この構造は、第4
図、第6図に示す如く、旋回スクロール1と固定スクロ
ール2とに形成される密閉空間の圧縮途中の流体を旋回
スクロールlに設けた絞り機構付連絡口6によって、ハ
ウジング3と旋回スクロール1背面との間に形成される
空間(背圧室)4に導き、その圧縮途中の流体圧により
旋回スクロール1の軸方向の密封を保つようになってい
る0同、図中5は吐出ポートを示す前記の構造は、スク
ロール流体機械を王縮機、膨張機またはポンプとして用
いる場合に適用したものであるが、前記連絡口6を、両
スクロールによる密封空間の最大圧力と最小圧力の相乗
平均圧力に相当またはその近傍の位置に設けているのが
特徴である。Japanese Patent Laid-Open No. 55-875 discloses a device for maintaining axial sealing of an orbiting scroll in a scroll fluid machine.
There is a structure disclosed in Publication No. 20. This structure is the fourth
As shown in FIG. 6, the compressed fluid in the closed space formed between the orbiting scroll 1 and the fixed scroll 2 is connected to the housing 3 and the rear surface of the orbiting scroll 1 through a connecting port 6 with a throttle mechanism provided in the orbiting scroll l. The fluid pressure during compression is used to keep the orbiting scroll 1 sealed in the axial direction. The above structure is applied when the scroll fluid machine is used as a compressor, an expander, or a pump. It is characterized by being located at or near the same location.
しかし、本構造を備えたスクロール流体機械を真空ポン
プとして使用した場合−は、以下のような問題点が生ず
る。However, when a scroll fluid machine having this structure is used as a vacuum pump, the following problems occur.
高真空運転(JE仝度が上がった状態)に2いて、旋回
スクロール1の軸方向の密封を保つ流体圧(以下背圧と
呼ぶ)が不足し、十分な密封を保てなくなる。即ち、背
圧は概略最大密封空間と最小密封空間の相乗平均圧力に
保たれてしまう。通常のスクロール流体機械では、最大
密閉空間と最小密閉空間の比を2〜5/1に選ぶが、こ
のスクロール流体機械で高真空運転、例えば吸入圧力P
sが1 x’ 10−5に9/ d程度となる運転を行
った場合、最大密閉空間の圧力は1 x 10 ’K
q/dとなり、最小密閉空間の圧力Pc=Ps(2〜5
)とへ(0,8〜1 )XIO’に9/c−となる。但
し、とは比熱比で、乾燥生気では缶=1.4゜
よって、相乗平均圧力pbVc保たれる背圧は概、略(
2〜3 ) x 1o ’Kq/CIAとなる。この背
田値では通常の材料からなる旋回スクロールの自重を支
えることができず、軸方向の密封を十分に保つことはで
きない。During high vacuum operation (in a state where the JE temperature is increased), there is insufficient fluid pressure (hereinafter referred to as back pressure) to keep the orbiting scroll 1 sealed in the axial direction, making it impossible to maintain sufficient sealing. That is, the back pressure is maintained approximately at the geometric mean pressure of the maximum sealed space and the minimum sealed space. In a normal scroll fluid machine, the ratio of the maximum sealed space to the minimum sealed space is selected to be 2 to 5/1.
When operating in such a way that s is approximately 9/d to 1 x 10-5, the maximum pressure in the closed space is 1 x 10'K.
q/d, and the pressure of the minimum sealed space Pc = Ps (2 to 5
) to (0,8-1)XIO' becomes 9/c-. However, is the specific heat ratio, and for dry fresh air, the can = 1.4°, so the back pressure maintained at the geometric mean pressure pbVc is approximately (
2-3) x 1o'Kq/CIA. This value cannot support the weight of an orbiting scroll made of ordinary materials, and it is not possible to maintain sufficient axial sealing.
本発明の目的は、大気圧から高真空領域に亘って旋回ス
クロールの軸方向密封を十分に保つことができる真空ポ
ンプ用スクロール流体機械を提供することにある。An object of the present invention is to provide a scroll fluid machine for a vacuum pump that can maintain sufficient axial sealing of an orbiting scroll over a range from atmospheric pressure to high vacuum.
スクロール流体機械は、その作動原理から、吐出ポート
につながる空間(空間の大きさは旋回スクロールと固定
スクロールとの相対位置で変化する)の流体は完全に吐
出されることなく、圧縮膨張をくシ返す。この空間の圧
力は、吐出ポートにつながる壁間の容積が最小となった
とき吐出圧(真空ポンプの場合は通常大気圧)となシ、
吐出ポートに弁を備えているスクロール流体機械の場合
、前記空間の流体は、両スクロールで形成される最小密
閉空間と吐出ポートおよび吐出ポートにつながる空間の
太きさまで再膨張する。そして、吸入圧が高真空になっ
ても、吐出ポートにつながる空間の平均圧力は一定値以
下に低下することはない。従って、両スクロールのラッ
プ中心部の形状、吐出ポート部分の容積を適切に選定す
ることにより、吐出ポートにつながる空間の平均圧力を
適切な値とすることができ、この空間と背圧室とを連絡
口で連通することで該背圧室の圧力、即ち背圧を旋回ス
クロールの軸方向密封に必要な値とすることが可能とな
る。Due to its operating principle, scroll fluid machines do not allow the fluid in the space connected to the discharge port (the size of the space changes depending on the relative position of the orbiting scroll and fixed scroll) to be compressed and expanded. return. The pressure in this space is the discharge pressure (usually atmospheric pressure in the case of a vacuum pump) when the volume between the walls connected to the discharge port is at its minimum.
In the case of a scroll fluid machine in which the discharge port is equipped with a valve, the fluid in the space re-expands to the width of the minimum sealed space formed by both scrolls, the discharge port, and the space connected to the discharge port. Even if the suction pressure becomes a high vacuum, the average pressure in the space connected to the discharge port will not drop below a certain value. Therefore, by appropriately selecting the shape of the wrap center of both scrolls and the volume of the discharge port portion, the average pressure in the space connected to the discharge port can be set to an appropriate value, and this space and the back pressure chamber can be adjusted to an appropriate value. By communicating through the communication port, the pressure in the back pressure chamber, that is, the back pressure, can be set to a value necessary for axially sealing the orbiting scroll.
そこで1本発明は、吐出ポートを開閉する弁と、両スク
ロールにより形成され、かつ吐出ポートにつながる空間
と背圧室とを連通させる絞り機構付連絡口とを備え、前
記連絡口を、吐出ポートと連通ずるうす中心空間と最小
密閉仝間とが連通した瞬間にその空間と連通ずる位置に
設けた構成としたものである。Therefore, one aspect of the present invention is to provide a valve for opening and closing a discharge port, and a communication port with a throttle mechanism that communicates a back pressure chamber with a space formed by both scrolls and connected to the discharge port, and to connect the communication port to the discharge port. The structure is such that it is installed at a position that communicates with the minimum airtight space at the moment when the central space communicates with the minimum airtight space.
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第8図により説
明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.
第1図は本発明による真生ポンプ用スクロール流体機械
の圧縮機構部の縦断面図、第2図はその横断面図を示し
ている。図において、11は旋回スクロール、12は固
定スクロールを示す。旋回スクロール11は、鏡板11
aと、これに直立し、インポリニド曲線またはインポリ
ニート曲線に近い曲線で形成されたラップ111)とか
らなっている。固定スクロール12も、鏡板12aと、
これに直立し、インポリニド曲線またはインボリュート
曲線に近い曲線で形成されたラップ12bとからなって
いる。そして、両スクロールはラップを互に内側にして
組み合わされている。また旋回スクロール11はハウジ
ング13によって包FfAiれ、そのハウジング18+
−jボルト14により固定スクロール12に結合されて
いる。またハウジング18は軸受15を具え、その軸受
15で旋回スクロール11を旋回運動させるクランク軸
16を支持している。FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a compression mechanism section of a scroll fluid machine for a vacuum pump according to the present invention, and FIG. 2 shows a cross sectional view thereof. In the figure, 11 indicates an orbiting scroll, and 12 indicates a fixed scroll. The orbiting scroll 11 has an end plate 11
a, and a wrap 111) standing upright thereon and formed of an impolinide curve or a curve close to an impolinide curve. The fixed scroll 12 also has an end plate 12a,
It consists of a wrap 12b that stands upright on this and is formed with a curve close to an impolinide curve or an involute curve. Both scrolls are combined with their wraps inside each other. Moreover, the orbiting scroll 11 is surrounded by a housing 13, and the housing 18+
-j is connected to the fixed scroll 12 by a bolt 14. The housing 18 also includes a bearing 15 that supports a crankshaft 16 that makes the orbiting scroll 11 orbit.
一力、固定スクロール12の鏡板1゛2a中央部には吐
出ポート17が設けられると共に、該吐出ポート17を
開閉する弁18がねじ19により取付けられている。ま
た、旋回スクロール11背面と・・ウジング18との間
には背圧室20が形成されている。この背圧室20は、
旋回スクロール11の鏡板11aに設けfc絞り機構付
の連絡口21により両スクロールおよび前記弁18にて
形成される空間に通じている。A discharge port 17 is provided at the center of the end plate 1'2a of the fixed scroll 12, and a valve 18 for opening and closing the discharge port 17 is attached by a screw 19. Further, a back pressure chamber 20 is formed between the back surface of the orbiting scroll 11 and the housing 18. This back pressure chamber 20 is
A communication port 21 provided in the end plate 11a of the orbiting scroll 11 and equipped with an FC throttle mechanism communicates with the space formed by both scrolls and the valve 18.
前記連絡021は吐出ポート17につながる位置に設け
られる。The communication 021 is provided at a position connected to the discharge port 17.
次に吐出ボー)17につながる位置について第3図によ
り説明する。第3図は旋回スクロール11と固定スクロ
ール12の中心部歯先、即ち中心側の接点Aが離れる直
前の位置関係を示している。この状態では吐出ポート1
7に直接遡するうず中心部空間22と最小密閉空間23
とは仕切られた状態とになっているが、旋回スクロール
11の旋回動作により前記接点Aが離れると、うす中心
部見間22と最小密閉空間23とはつながることlこな
る。従って、連絡口21が吐出ポート17につながる位
置とは、最小密閉空間23より中心側、即ち吐出ポート
17側の位置をさす。尚、第1図において、24は旋回
スクロール11の自転防止を行うオルダム機構を示す。Next, the position connected to the discharge bow 17 will be explained with reference to FIG. FIG. 3 shows the positional relationship immediately before the center tooth tips of the orbiting scroll 11 and the fixed scroll 12, that is, the contact point A on the center side are separated. In this state, discharge port 1
The vortex center space 22 and the minimum enclosed space 23 directly trace back to 7.
However, when the contact point A separates due to the orbiting operation of the orbiting scroll 11, the thin center space 22 and the minimum sealed space 23 are no longer connected. Therefore, the position where the communication port 21 connects to the discharge port 17 refers to a position closer to the center than the minimum sealed space 23, that is, closer to the discharge port 17 side. In FIG. 1, reference numeral 24 indicates an Oldham mechanism that prevents the orbiting scroll 11 from rotating.
次に本実施例の作用について説明する。第3図に示すう
す中心部見間22と吐出ポート17につながる全開の流
体は吐出されず、旋回スクロール11の旋回動作により
最小密閉空間28内で再膨張し、再び圧縮されて一部の
流体は吐出され、また一部の流体は再膨張をくり返す。Next, the operation of this embodiment will be explained. The fully opened fluid connected to the thin center gap 22 and the discharge port 17 shown in FIG. is discharged, and some of the fluid repeats re-expansion.
この圧縮、再膨張をくり返す空間と連絡口21を介して
連絡している背圧室20には、該連絡口21により流体
の出入りはあるが、連絡口21の絞り機構によって背圧
室20Vi吐出ポート17YCつながる空間の平均圧力
に維持される。そして、背圧室20の圧力により旋回ス
クロール11は固定スクロール12へ押し付けられて、
軸方向の密封がなされる。The back pressure chamber 20 communicates with the space where this compression and re-expansion are repeated via the communication port 21, and although fluid flows in and out through the communication port 21, the back pressure chamber 20Vi The average pressure in the space connected to the discharge port 17YC is maintained. Then, the orbiting scroll 11 is pressed against the fixed scroll 12 by the pressure of the back pressure chamber 20,
An axial seal is provided.
また、背圧室20と吸入側との気密は、L41定スクロ
ール12と旋回スクロール11との外周側の接触面に達
成される。Further, airtightness between the back pressure chamber 20 and the suction side is achieved at the contact surface between the L41 constant scroll 12 and the orbiting scroll 11 on the outer peripheral side.
従って、本実施例においては、大気圧から高真窒領域に
亘って旋回スクロール11の軸方向密封を十分に保つこ
とができる。Therefore, in this embodiment, the axial sealing of the orbiting scroll 11 can be maintained sufficiently from the atmospheric pressure to the high nitrogen range.
同、前記の実施例では、連絡口21を旋回スクロール1
1の成板11aに設けた例を示したが、該連絡口21を
固定スクロール12の鏡板12aに設け、この連絡口を
外部配管を介して背圧室20に連絡するようにしてもよ
い。Similarly, in the above embodiment, the communication port 21 is connected to the orbiting scroll 1.
Although an example is shown in which the communication port 21 is provided in the plate 11a of the fixed scroll 12, the communication port 21 may be provided in the end plate 12a of the fixed scroll 12 and communicated with the back pressure chamber 20 via external piping.
以上説明したように、本発明によれば、大気圧から高真
窒領域に亘って旋回スクロールの軸方向密封を十分に保
つことが可能となり、高性能な真空ポンプを提供できる
。As described above, according to the present invention, it is possible to maintain sufficient axial sealing of the orbiting scroll from atmospheric pressure to a high nitrogen pressure region, and a high-performance vacuum pump can be provided.
第1図tいし第8図は本発明の一実施例全示し、第1図
は本発明による真空ポンプ用スクロール流体機械の圧縮
機構部の縦断面図、第2図はその横断面図、第8図は作
用の説明図、第4図は従来のスクロール流体機械の圧縮
機構部の縦断面図、第5図はその横断面図である。
11・・・旋回スクロール 12・・・固定スクロール
13・・・ハウジング 17・・、1′)4−出ゼート
1Q、−、弁20・・・背圧室 21・・・連絡口
23・・・最小密閉空間
イ+”i”人#押−↓−ス1Ct弾?@d−に:−諾帽
第2国
系3函
1b
rtb tつ1 to 8 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compression mechanism of a scroll fluid machine for a vacuum pump according to the present invention, and FIG. 2 is a transverse sectional view thereof. FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation, FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of the compression mechanism section of a conventional scroll fluid machine, and FIG. 5 is a cross-sectional view thereof. 11... Orbiting scroll 12... Fixed scroll 13... Housing 17..., 1') 4-Outlet 1Q, -, Valve 20... Back pressure chamber 21... Communication port
23...Minimum enclosed space I+"i"person#press-↓-s 1Ct bullet? @d-ni:-Nouhat second country type 3 box 1b rtb t
Claims (1)
回スクロールとによる圧縮動作にて真空ポンプ作用を行
わせる真空ポンプ用スクロール流体機械であって、旋回
スクロールを包囲して固定スクロールに結合するハウジ
ングと、そのハウジングと旋回スクロール背面との間に
形成される背圧室と、固定スクロールの中央部に穿った
吐出ポートを開閉する弁と、両スクロールにより形成さ
れ、かつ吐出ポートにつながる空間と前記背圧室とを連
通させる連絡口とを備え、前記連絡口は絞り機構を有し
、かつ吐出ポートと直接つながるうず中心部空間と最小
密閉空間とが連通した瞬間にこの空間と連通する位置に
設けられていることを特徴とする真空ポンプ用スクロー
ル流体機械。A scroll fluid machine for a vacuum pump that performs a vacuum pumping action by a compression operation of a fixed scroll and an orbiting scroll that rotates while being prevented from rotating, and a housing that surrounds the orbiting scroll and is coupled to the fixed scroll; A back pressure chamber formed between the housing and the back surface of the orbiting scroll, a valve that opens and closes a discharge port bored in the center of the fixed scroll, a space formed by both scrolls and connected to the discharge port, and the back pressure and a communication port that communicates with the chamber, the communication port having a throttle mechanism and provided at a position where it communicates with the minimum sealed space at the moment when the swirl center space directly connected to the discharge port communicates with the minimum sealed space. A scroll fluid machine for vacuum pumps characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21833384A JPS6198990A (en) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | Scroll fluid machine for vacuum pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21833384A JPS6198990A (en) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | Scroll fluid machine for vacuum pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6198990A true JPS6198990A (en) | 1986-05-17 |
Family
ID=16718212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21833384A Pending JPS6198990A (en) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | Scroll fluid machine for vacuum pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6198990A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200013465A (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-07 | 주식회사 포스코 | Apparatus for storing raw material and method for storing raw material |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP21833384A patent/JPS6198990A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200013465A (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-07 | 주식회사 포스코 | Apparatus for storing raw material and method for storing raw material |
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