JPS6229602B2 - - Google Patents

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JPS6229602B2
JPS6229602B2 JP55100995A JP10099580A JPS6229602B2 JP S6229602 B2 JPS6229602 B2 JP S6229602B2 JP 55100995 A JP55100995 A JP 55100995A JP 10099580 A JP10099580 A JP 10099580A JP S6229602 B2 JPS6229602 B2 JP S6229602B2
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JP
Japan
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scroll
movable scroll
expansion
shaft
movable
Prior art date
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Application number
JP55100995A
Other languages
English (en)
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JPS5726205A (en
Inventor
Hiroshi Karato
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP10099580A priority Critical patent/JPS5726205A/ja
Publication of JPS5726205A publication Critical patent/JPS5726205A/ja
Publication of JPS6229602B2 publication Critical patent/JPS6229602B2/ja
Granted 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
    • F04C23/00Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/001Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
    • F04C23/003Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle having complementary function

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、いわゆるスクロール形の膨脹機と圧
縮機を一体としたスクロール膨脹圧縮機に関する
ものである。
従来の技術 いわゆるスクロール形の流体装置の原理は古く
から知られていたが、末だこの種の流体装置とし
ては実用化されているものは殆んど無い。その理
由としては、体積効率や圧縮効率といつた性能は
大変高い値を示すが、機械的効率がスクロール流
体装置に摺動部分が多いこと、又軸方向力が過大
になることなどで低い値を示し結局トータルな性
能が他の流体装置と大して変らず顕著な優位性を
持てないからであつた。
従来のスクロール圧縮機の作動原理を第1図a
〜第1図dで説明する。第1図aは吸入完了と同
時に圧縮を始める状態の可動スクロールラツプ1
aと固定スクロールラツプ2aとの位相関係を示
し、第1図b、第1図c、第1図dはそれぞれ第
1図a、第1図b、第1図cの状態から可動スク
ロールラツプ1aが反時計方向に90゜回転した状
態を示す。反時計方向への回転と共に両スクロー
ルラツプ1a,2aによつて形成される密閉空間
3が減少し、密閉空間内気体が圧縮され密閉空間
3が吐出孔4と通じることにより圧縮冷媒が吐出
される。
上記作動原理の下で従来のスクロール圧縮機を
第2図により説明する。1は可動スクロールで、
鏡板1b及びこの鏡板1bに直立するインボリユ
〓〓〓
ート曲線で形成されたラツプ1aからなり、この
可動スクロール1のボス部1cがフレーム5の軸
受6aを介して回転自在に支持されたシヤフト7
のクランク部7aに軸受6bを介して取付けられ
ている。2は吐出孔4を設けた鏡板2b及びこの
鏡板2bに直立するインボリユート曲線のラツプ
2aからなる固定スクロールで、フレーム5に固
定されて、可動スクロールラツプ1aとかみ合う
ように組合されている。8は可動スクロール1が
回転しないように設けた回転防止機構で、フレー
ム5に固着して取付けられている。シヤフト7は
ステータ9、ロータ10からなるモータにより駆
動されて可動スクロール1を第1図に示すように
動作させ、密閉空間3内の気体を圧縮する。
発明が解決しようとする問題点 上述の従来スクロール圧縮機においては、密閉
空間3内の気体の昇圧とともに可動スクロール1
の鏡板1bにかかる軸力、即ち固定スクロール2
から可動スクロール1を引き離そうとするスラス
ト力は過大なものとなり、可動スクロール1の軸
方向を支えている回転防止機構8に極端に大きな
負荷がかかり、機械的な摩擦ロスの原因になつて
いた。この為に従来は可動スクロールの鏡板1b
の背面に中間圧力等をかけて、このスラスト力と
釣り合せていた。しかし、一般に密閉空間3内気
体によるスラスト力はシヤフト7の1回転当りに
おいて当然変動するだけではなく、このスラスト
力は可動スクロール1の中心、即ちボス部1cの
軸に、即ちシヤフトクランク部7aの軸心0′に
かかるのではなく、この軸心0′とシヤフトの中
心軸0との中間点に作用するから、スラスト力作
用点はシヤフト7の回転と共に中心軸0の回りを
半径r=00′/2で回わつていることになる。し
かるに可動スクロール鏡板1b背面にかかる背圧
力は可動スクロール鏡板上の一定点に作用するば
かりでなく背圧力を一定であるから可動スクロー
ル1にゆがみを生じさせ、結局このスラスト力を
適当にバランスさせることは極めて難しく、可動
スクロール1に余分なモーメントやゆがみを生じ
たり、両ラツプ1b,2b間に余分な摩擦力が生
じる等種々の問題点を生じていた。
説明の便宜上、スクロール圧縮機について従来
の問題点を述べたが、スクロール膨脹機、即ち、
圧縮機とは逆に吐出孔4から高圧の気体を導入
し、圧縮機とは逆方向に可動スクロール1を旋回
させてクランク部7aを回転させることによりシ
ヤフト7に動力伝達する場合においても全く同様
の問題点が存することは明らかであつた。
本発明は、上述の問題点に鑑み、機械的摩擦損
失の低減化をはかることを目的とするものであ
る。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、フレー
ムに支持されたシヤフトの両端に、スクロール圧
縮部とスクロール膨脹部を設け、これら両スクロ
ール寸法形状と旋回半径を同一にするとともに、
圧縮部のクランク部軸心と膨脹部のクランク部軸
心とを合わせたものである。
作 用 かかる構成とすることにより、スクロール式流
体装置の特有な問題点であるシリンダ内圧力によ
り生じる過大な軸方向力を、膨脹部と圧縮部相方
で生じさせ、かつその作用力点を一致させること
によつて相殺し、軸方向力、即ち機械摩擦の少な
いスクロール膨脹圧縮機が得られる。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面を参考に説
明する。
第3図に本発明のスクロール膨脹圧縮機の概要
構成図の一例を示し、図面の右側が膨脹部、左側
が圧縮部である。11はインボリユート曲線から
なるラツプ11aを鏡板11bに直立に形成した
固定スクロール、12は同じくインボリユート曲
線からなるラツプ12aを鏡板12bに直立形成
した可動スクロールで、互いにラツプを内側にし
てかみ合せている。可動スクロール12のボス部
12cが軸受13を介してシヤフト14のクラン
ク部15(クランク半径r0)に取付けられ、そし
て可動スクロール鏡板12bにはフレーム16に
固着した回転防止機構17が取付けられ、可動ス
クロール12は固定スクロール11に対して旋回
運動可能となしている。18は固定スクロール1
1の中央に穿つた高圧気体導入孔であり、この導
入孔18から入つた高圧気体が固定スクロール1
1と可動スクロール12で密閉された空間19内
で膨脹することにより、その膨脹動力で可動スク
ロール12を旋回させ、シヤフト14を回転させ
膨脹の終つた気体は可動スクロール12の周囲へ
〓〓〓
流れ、流出管20より吐き出される。
シヤフト14はフレーム16に固定された軸受
21により支持され、左側の圧縮部のシヤフトと
同軸一体とし、かつ右側の膨脹部と同じクランク
半径r0を有し、しかもクランク部22の軸心をク
ランク部15の軸心と合わせている。23は固定
スクロール、24は可動スクロール、膨脹部と同
じインボリユート曲線からなるそれぞれのラツプ
23a,24aを直立に形成した鏡板23b,2
4bをそれぞれ有し、両ラツプ23a,24aに
より密閉空間が25形成される。可動スクロール
24もフレーム16に固定された回転防止機構2
6を有し、ボス部24cがクランク部22に固定
された軸受で支持されて取付けられ、膨脹部によ
る動力伝達でシヤフト14を回転させ、その回転
力で旋回半径r0で固定スクロール23に対して旋
回運動を行ない、密閉空間25内の気体を圧縮
し、吐出孔27より高圧ガスが吐出される。尚、
28は低圧ガス吸入管である。
上記構成において、動作を説明すると、膨脹部
の導入孔18より高圧気体が流入し、密閉空間1
9内での高圧気体の膨脹仕事により可動スクロー
ル12を旋回させ、クランク部15に動力伝達す
ることによりシヤフト14を回転させる。その回
転により可動スクロール24を旋回させ、吸入管
28より吸引された密閉空間25内の低圧ガスを
圧縮し、吐出孔27より高温高圧ガスが流出する
ことになる。
ここで、膨脹部、圧縮部の両可動スクロール1
2,24には当然密閉空間19,25内のガス圧
により軸方向の力を受け、それぞれの固定スクロ
ール11,23から引離そうと働らき、その作用
線はスクロールラツプがインボリユート曲線の場
合には固定スクロールの中心点と可動スクロール
の中心点との中間に働らくから、今の場合クラン
ク半径r0が膨脹部と圧縮部で等しく、かつ軸心を
合わせているから、相方で働らく軸方向力の作用
線が一致し、もし軸方向力の大きさがほぼ等しけ
れば相殺されてしまうことになり、たとえ大きさ
が等しくなくてもその力の差は小さな値になる。
従つて、回転防止機構17,26に余計な摩擦
力がかからず、機械的損失の少ない膨脹圧縮機を
実現出来る。
発明の効果 上述の説明から明らかなように、本発明によれ
ば同一形状のインボリユート曲線のラツプで形成
された固定、可動スクロールからなる膨脹部と圧
縮部のシヤフトを同軸にし、かつ共に可動スクロ
ールの旋回半径を等しく、かつシヤフトのクラン
ク部の軸心を合わせているため、シリンダ内圧に
よるそれぞれのスラスト力の作用線を膨脹部と圧
縮部で一致させることができ、その結果、スラス
ト力が相殺され、相互に及ぼす力が極めて小さく
なり、スクロール膨脹圧縮機として機械的摩擦損
失が少なくなり、新規な構造にして総合性能の良
いスクロール膨脹圧縮機を実現出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図a,b,c,dは従来のスクロール圧縮
機の作動原理を示す説明図、第2図は従来のスク
ロール圧縮機の要部断面図、第3図は本発明のス
クロール膨脹圧縮機の一実施例を示す要部断面図
である。 11,23……固定スクロール、11a,12
a,23a,24a……ラツプ、12,24……
可動スクロール、11b,12b,23b,24
b……鏡板、12c,24c……ボス部、14…
…シヤフト、15,22……クランク部、16…
…フレーム、17,26……回転防止機構、1
9,25……密閉空間。 〓〓〓

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 インボリユート曲線からなるラツプ11aを
    鏡板11bに直立に形成した固定スクロール11
    および可動スクロール12を互いにラツプ11
    a,11bを内側にしてかみ合せ、可動スクロー
    ル12を固定スクロール11に対して旋回運動可
    能となし、前記両スクロール11,12のラツプ
    11a,11bで閉じられた密閉空間19内気体
    の膨脹によつて、前記可動スクロール12のボス
    部12cを取付けたクランク部15に動力伝達し
    てシヤフト14を回転させる膨脹部と、前記可動
    スクロール12と旋回半径を同一とし、かつイン
    ボリユート曲線からなるラツプ23aを同一寸法
    にした固定スクロール23と可動スクロール24
    を互いにラツプ23a,24aをかみ合せ、該可
    動スクロール24を該固定スクロール23に対し
    て前記膨脹部のシヤフトの回転により旋回運動可
    能となし、両スクロールラツプ23a,24aで
    閉じた密閉空間25内の気体を圧縮する圧縮部
    と、この圧縮部のシヤフトを前記膨脹部のシヤフ
    トと同一にしてフレームに支持し、前記圧縮部の
    可動スクロール24のボス部24cを取付けるク
    ランク部22の軸心を前記膨脹部のクランク部1
    5の軸心と合わせたスクロール膨脹圧縮機。
JP10099580A 1980-07-22 1980-07-22 Scroll expansion compressor Granted JPS5726205A (en)

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JPS5726205A JPS5726205A (en) 1982-02-12
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Families Citing this family (7)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5634075A (en) * 1979-08-24 1981-04-06 Hitachi Ltd Coolerrheater driven by rankine cycle engine

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JPS5726205A (en) 1982-02-12

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