WO2015087908A1 - スクロール型流体機械 - Google Patents

スクロール型流体機械 Download PDF

Info

Publication number
WO2015087908A1
WO2015087908A1 PCT/JP2014/082668 JP2014082668W WO2015087908A1 WO 2015087908 A1 WO2015087908 A1 WO 2015087908A1 JP 2014082668 W JP2014082668 W JP 2014082668W WO 2015087908 A1 WO2015087908 A1 WO 2015087908A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
scroll
expansion
movable scroll
back pressure
chamber
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/082668
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
高井　和彦
淳夫 手島
康臣 松本
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.)
Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Holdings Corp
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 Sanden Holdings Corp filed Critical Sanden Holdings Corp
Priority to DE112014005641.3T priority Critical patent/DE112014005641T5/de
Publication of WO2015087908A1 publication Critical patent/WO2015087908A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-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
    • F04C18/0207—Rotary-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
    • F04C18/0215—Rotary-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 where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-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
    • F01C1/0207—Rotary-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
    • F01C1/0215—Rotary-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 where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-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
    • F01C1/0207—Rotary-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
    • F01C1/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F01C1/0253—Details concerning the base
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-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
    • F01C1/0207—Rotary-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
    • F01C1/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F01C1/0269—Details concerning the involute wraps
    • F01C1/0276—Different wall heights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/08—Axially-movable sealings for working fluids
    • 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
    • F04C23/00—Combinations 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
    • F04C23/001—Combinations 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
    • F04C23/003—Combinations 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
    • 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
    • F04C23/00—Combinations 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
    • F04C23/02—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • 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
    • 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
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/806—Pipes for fluids; Fittings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/14—Power generation using energy from the expansion of the refrigerant

Definitions

  • the present invention relates to a scroll type fluid machine having an inflating portion composed of fixed and movable scrolls.
  • This type of scroll type fluid machine includes a scroll unit including a movable scroll provided with a lap on the base surface and a fixed scroll provided with a wrap meshing with the lap of the movable scroll on the base surface.
  • a single plate type compressor-integrated expander in which a working chamber of a unit is divided into a compression chamber and an expansion chamber by a partition wall to form a compression portion and an expansion portion is known (for example, see Patent Document 1).
  • FIG. 15 is an enlarged view of the scroll unit 100 portion of Patent Document 1.
  • An annular intermediate partition wall (annular wall) 152 and an annular outer partition wall 154 are erected on the base surface of the fixed scroll 108, and a spiral shape is formed between the intermediate partition wall 152 and the outer partition wall 154.
  • a spiral inner fixed scroll wrap (wrap) 158 is erected on the center side of the outer fixed scroll wrap (wrap) 156 and the intermediate partition wall 52.
  • a compression side suction chamber 138 is formed at the outer peripheral end of the compression portion 104 inside the outer partition wall 154, and the compression side discharge is discharged at the inner peripheral end of the compression portion 104 outside the intermediate partition wall 152.
  • a hole 144 is formed.
  • the expansion side discharge chamber 132 is formed on the outer peripheral end of the expansion portion 102 inside the intermediate partition wall 152, and the expansion side suction chamber 130 is formed in the central portion that is the inner peripheral end of the expansion portion 102 on the substrate 108 ⁇ / b> A. ing.
  • a spiral outer movable scroll wrap (wrap) 164 that meshes with the outer fixed scroll wrap 156 and a spiral inner movable scroll wrap (wrap) that meshes with the inner fixed scroll wrap 158. It is erected in the direction of the spiral opposite to 166.
  • the expansion portion 102 is formed inside the intermediate partition wall 152, and the compression portion 104 is formed between the intermediate partition wall 152 and the outer partition wall 154.
  • the working fluid maintained at a high pressure compressed by a high-stage compressor (not shown) is sucked from the expansion-side suction chamber 130, and is expanded in the expansion chamber formed between the wraps 158 and 166 of the expansion portion 102.
  • a high-stage compressor By expanding, the movable scroll 110 is revolved and the power is recovered. With this power, the working fluid is compressed in a compression chamber formed between the wraps 156 and 164 of the compression unit 104.
  • the compression unit 104 is on the low stage side, and the working fluid compressed by the compression unit 104 is sucked into the high stage side compressor.
  • a back pressure chamber 168 is formed on the back side of the movable scroll 110.
  • the back pressure chamber 168 is supplied with the working fluid maintained at the discharge pressure of the compression unit 104, and the movable scroll 110 is pressed against the fixed scroll 108 by the pressure.
  • JP 2012-52527 A Japanese Patent No. 4940630
  • the back pressure chamber 168 of the movable scroll 110 (the whole corresponding to the expansion portion 102 and the compression portion 104) is set as the discharge pressure of the compression portion 104.
  • the discharge pressure of the high-stage compressor is applied to the center of the base surface of the movable scroll 110.
  • the magnitude relationship between the pressures is indicated by arrows in FIG. In this figure, the length of the arrow indicates the magnitude of pressure (hereinafter the same).
  • the back pressure chamber 168 is partitioned into a central part and an outer peripheral part by a sealing member as in Patent Document 2, and the suction pressure (high pressure) of the expansion part 102 is supplied to the central part.
  • a structure for supplying the discharge pressure of the expansion portion 102 has been proposed.
  • FIG. 17 shows the pressure change in the expansion process when the temperature of the working fluid at the inlet of the expansion section 102 is + 40 ° C.
  • FIG. 18 shows the expansion process when the temperature of the working fluid at the inlet of the expansion section 102 is + 20 ° C.
  • the pressure change of is shown.
  • the vertical axis represents pressure
  • the horizontal axis represents the crank angle at which the movable scroll 110 revolves.
  • 19 shows the magnitude relationship between the pressure applied to the base surface of the movable scroll 110 and the back pressure in the case of FIG. 17, and
  • FIG. 20 shows the pressure applied to the base surface of the movable scroll 110 and the back pressure in the case of FIG. Indicates the size relationship.
  • the back pressure chamber 168 is formed between the central portion and the outer peripheral portion by the seal member as in Patent Document 2.
  • the suction pressure (high pressure) of the expansion part 102 is supplied to the central part and the discharge pressure of the expansion part 102 is supplied to the outer peripheral part, even if the temperature of a certain working fluid is optimal, When the temperature rises, the back pressure becomes excessive and the sliding loss increases. On the other hand, when the temperature falls, the back pressure becomes insufficient and leakage occurs. In either case, the efficiency is lowered. For this reason, there is a problem that an adjustment means corresponding to the working fluid temperature at the inlet of the expansion section 102 must be provided separately.
  • the present invention has been made to solve the conventional technical problem, and it is possible to apply an appropriate back pressure to the movable scroll even when the temperature of the working fluid at the inlet of the expansion portion changes. It is an object of the present invention to provide a scroll-type fluid machine that can be used.
  • a scroll type fluid machine is composed of a fixed scroll and a movable scroll each having a spiral wrap formed on each base surface of each substrate so as to face each other.
  • the movable scroll revolves and revolves to recover the power, and the lower stage side compresses the working fluid with the power recovered by the expansion portion.
  • a sealing member is provided to partition the pressure chamber into a central portion and an outer peripheral portion, supplying a working fluid maintained at a high pressure to the central portion of the back pressure chamber, and maintaining the discharge pressure of the compression portion in the outer peripheral portion of the back pressure chamber. Supplying a drained working fluid And features.
  • a scroll type fluid machine is characterized in that, in the above invention, the compression section compresses the working fluid in a compression chamber formed between the wraps of both scrolls outside the expansion section.
  • a scroll type fluid machine wherein the boss projects from the back side of the movable scroll, the crankshaft, and the end of the crankshaft.
  • a working fluid maintained at a high pressure by a through-hole formed in the movable scroll, the seal member being provided on the end surface of the eccentric shaft portion and slidably contacting the back surface of the movable scroll. Is supplied to the center of the back pressure chamber.
  • the scroll type fluid machine of the invention of claim 4 is characterized in that, in the above invention, the inlet of the through hole is opened and closed by the wrap of the fixed scroll in accordance with the turning motion of the movable scroll.
  • the scroll type fluid machine of the invention of claim 5 is characterized in that, in the above invention, the inlet of the through hole is configured to be closed after the working fluid in the expansion chamber exceeds the liquidus and becomes a wet steam region. .
  • the scroll type fluid machine includes a pressure relief passage that communicates the center portion and the outer peripheral portion of the back pressure chamber when the inlet of the through hole is closed in the fourth or fifth aspect of the invention. It is characterized by that.
  • a scroll type fluid machine in which the pressure relief path is constituted by the groove formed on the back surface of the movable scroll in the above invention, and the center of the back pressure chamber is in a state where the seal member closes the end of the groove.
  • the portion and the outer peripheral portion are in a non-communication state, and both ends of the groove are opened when the seal member straddles the groove, and the center portion and the outer peripheral portion of the back pressure chamber are communicated with each other.
  • the scroll type fluid machine of the invention of claim 8 is characterized in that, in the invention of claims 3 to 7, the seal member has a ring shape and is eccentrically arranged on the end face of the eccentric shaft portion.
  • a scroll type fluid machine provides the center portion of the back pressure chamber partitioned by the seal member in the third to eighth aspects of the invention from the turning center of the movable scroll in the eccentric direction of the eccentric shaft portion. It is characterized by being shifted by a half of the turning radius of the movable scroll.
  • the scroll type fluid machine of the invention of claim 10 is characterized in that carbon dioxide is used as the working fluid in each of the above inventions.
  • the working fluid is inflated in the expansion chamber formed between the scrolls of the scrolls, each of which is composed of a fixed scroll and a movable scroll each having a spiral lap formed on each base surface of each substrate.
  • an expansion unit that revolves the movable scroll to collect power
  • a low-stage compression unit that compresses the working fluid with the power collected by the expansion unit is provided.
  • a scroll type fluid machine that sucks compressed high-pressure working fluid from the center of the expansion section, when the temperature of the working fluid at the inlet of the expansion section is high, the pressure drop during the expansion process slows down.
  • the force for pulling the button away from the fixed scroll increases, the power due to expansion also increases, so the work amount in the compression section also increases.
  • the back pressure chamber formed on the back side of the movable scroll is divided into a central portion and an outer peripheral portion by a sealing member, and the high pressure compressed by a high-stage compressor is formed in the central portion of the back pressure chamber.
  • the temperature of the working fluid at the inlet of the expansion unit is When the pressure is high, the work of the compression section increases, the discharge pressure increases, the pressure supplied to the outer periphery of the back pressure chamber increases, and when the temperature of the working fluid at the inlet of the expansion section is low, the compression section The amount of work decreases, the discharge pressure decreases, and the pressure supplied to the outer periphery of the back pressure chamber also decreases.
  • a seal member is provided on the end surface of the eccentric shaft portion so as to slidably contact the back surface of the movable scroll, and the working fluid maintained at a high pressure by the through-hole formed in the movable scroll is supplied to the back pressure chamber.
  • the center portion of the movable scroll is pulled away from the fixed scroll by opening and closing the inlet of the through-hole by the fixed scroll wrap according to the orbiting movement of the movable scroll.
  • the inlet of the through-hole is opened to supply high pressure to the central part of the back pressure chamber, to counteract the force to separate the central part of the movable scroll, and in the state where the pulling force is small
  • the high-pressure supply can be stopped by closing the inlet of the through hole with a fixed scroll wrap.
  • the inlet of the through hole is closed after the working fluid in the expansion chamber has exceeded the liquidus and has become the wet steam region as in the invention of claim 5, so that the center of the movable scroll can be surely reached.
  • the back pressure at the center can be lowered, and the application of high pressure to the center of the back pressure chamber can be stopped at an appropriate timing.
  • the inlet of the through hole is closed as in the sixth aspect of the present invention, if a pressure relief passage is provided to connect the center portion of the back pressure chamber and the outer peripheral portion, a high pressure is applied to the center portion of the back pressure chamber.
  • the center portion and the outer peripheral portion can be communicated with each other in accordance with the stopping of the operation.
  • the pressure in the back pressure chamber is made uniform between the central portion and the outer peripheral portion as the pulling force of the central portion rapidly decreases, and generation of excessive pressing force can be surely prevented.
  • the pressure relief path is constituted by the groove formed on the back surface of the movable scroll as in the invention of claim 7 and the seal member closes the end of the groove, the central portion and the outer peripheral portion of the back pressure chamber are formed. Is in a non-communication state, and both ends of the groove are opened when the seal member straddles the groove, and the central portion and the outer peripheral portion of the back pressure chamber communicate with each other, so that the structure can be significantly simplified. It becomes possible.
  • the seal member is ring-shaped as in the invention of claim 8
  • the seal member is moved to the same ring-shaped position of the movable scroll as the eccentric shaft portion rotates. The contact is eliminated, and the degree to which the movable scroll is worn by the seal member can be reduced.
  • FIG. 2 is a longitudinal side view of the scroll unit portion of FIG. 1 in the final stage of a working fluid suction process. It is a top view of the eccentric shaft part which saw through the movable scroll of FIG. It is another vertical side view of the scroll unit part of FIG. 1 when expansion
  • FIG. 5 is another vertical side view of the scroll unit portion illustrating the operation of the scroll type fluid machine of FIG. 1.
  • FIG. 6 is still another longitudinal side view of the scroll unit portion for explaining the operation of the scroll type fluid machine of FIG. 1.
  • FIG. 11 is a ph diagram of the refrigeration cycle of FIG. 10. It is a vertical side view of the scroll unit part of the conventional scroll type fluid machine.
  • FIG. 1 has shown the vertical side view of the scroll type fluid machine 1 of an Example.
  • the scroll type fluid machine 1 according to the embodiment is, for example, a vertically installed single-plate type compressor-integrated expander, and a refrigeration cycle such as a heat pump using carbon dioxide having a high pressure side as a supercritical pressure as a refrigerant (working fluid). Used for RC (shown in FIG. 10).
  • a refrigeration cycle such as a heat pump using carbon dioxide having a high pressure side as a supercritical pressure as a refrigerant (working fluid).
  • RC used for RC (shown in FIG. 10).
  • the scroll fluid machine 1 according to the embodiment is incorporated in an air conditioner, a heat pump type hot water heater, or the like (not shown), and the expansion unit described later performs an expansion operation by the pressure of the refrigerant. 2 and a compression section 4 (lower stage side) which performs a compression operation by the expansion operation of the expansion section 2 (described later) (FIG. 2).
  • the scroll fluid machine 1 includes a housing 6.
  • a scroll unit 12 mainly composed of a fixed scroll 8 and a movable scroll 10 revolving around the fixed scroll 8, and a main frame (supporting the revolving orbiting motion) Frame) 14 and a crankshaft 16 rotatably supported by a lower bearing portion 14c of the main frame 14 via a bearing member 18.
  • the housing 6 includes an outer peripheral portion 14 a of the main frame 14, a cap-shaped top shell 20 that covers the upper portion of the main frame 14, and a cap-shaped bottom shell 22 that covers the lower portion of the main frame 14.
  • the housing 6 is assembled by fastening the top shell 20 and the bottom shell 22 together with bolts 25 so as to sandwich the outer peripheral portion 14a via an O-ring 23, and the inside is sealed from the outside.
  • a pressure obtained by compressing the refrigerant (carbon dioxide) taken in from the refrigeration cycle RC as the working fluid of the scroll type fluid machine 1 by the compression unit 4 is acting.
  • the top shell 20 includes an expansion side suction pipe 24 that sucks the refrigerant taken in from the refrigeration cycle RC into the expansion section 2, and an expansion side discharge pipe 26 that discharges the refrigerant expanded in the expansion section 2 toward the refrigeration cycle RC.
  • the compression side discharge pipe 28 which discharges the refrigerant
  • the ends of the expansion side suction pipe 24 and the expansion side discharge pipe 26 are opened and communicated with an expansion side suction chamber 30 and an expansion side discharge chamber 32 formed in the substrate 8a of the fixed scroll 8, respectively.
  • An end portion of the pipe 28 is opened and communicated with a compression side discharge chamber 34 formed inside the top shell 20.
  • the outer peripheral portion 14 a of the main frame 14 is connected to a compression side suction pipe 36 that sucks the refrigerant taken in from the refrigeration cycle RC into the compression section 4, and an end portion of the compression side suction pipe 36 is a substrate of the fixed scroll 8.
  • the compression side suction chamber 38 formed in 8a is opened and communicated.
  • a lubricating oil chamber 40 is formed inside the bottom shell 22, and lubricating oil for lubricating the scroll unit 12 is stored in the lubricating oil chamber 40.
  • an oil feed hole 62 (FIG. 2) penetrating the substrate 8a and the main frame 14 of the fixed scroll 8 is opened, and the lubricating oil in the lubricating oil chamber 40 is compressed through the oil feed hole 62 on the compression side. Oil is supplied to the suction chamber 38.
  • An oil supply passage 42 is formed in the crankshaft 16 along the axial direction of the crankshaft 16.
  • the lower end of the oil supply passage 42 opens into the lubricating oil chamber 40, and the upper end is the upper end of the crankshaft 16.
  • the upper end of the oil supply passage 42 is a back pressure chamber 68 (described later) partitioned by a seal ring 48 as a ring-shaped seal member that is fitted and inserted into the upper surface (end surface in the embodiment) of the eccentric shaft portion 35.
  • the opening is made on the outer peripheral portion 68a side (outside of the seal ring 48).
  • the seal ring 48 is slidably brought into contact with the back surface 10c, which is the surface opposite to the base surface 10b of the substrate 10a, along with the revolution turning motion of the movable scroll 10.
  • the fixed scroll 8 is fixed to the inner side of the outer peripheral portion 14a of the main frame 14, and a compression side discharge hole 44, which will be described later, is slightly in the radial direction of the fixed scroll 8 with respect to the compression side suction chamber 38 of the substrate 8a of the fixed scroll 8. Is formed through.
  • An oil separator 45 that separates the lubricating oil in the refrigerant is attached to the opening of the compression side discharge hole 44 with respect to the compression side discharge chamber 34.
  • the movable scroll 10 is supported on the pedestal portion 14b of the main frame 14 through a rotation prevention mechanism 46 such as an Oldham ring so as to be capable of revolving without rotating.
  • the rotation prevention mechanism 46 is inserted into the pedestal portion 14b, and is slidably connected to the back surface 10c, which is the surface opposite to the base surface 10b of the substrate 10a, along with the revolving turning motion of the movable scroll 10.
  • the above-described cylindrical boss 50 into which the eccentric shaft portion 35 is slidably inserted via a bearing member 59 is provided on the back surface 10c of the movable scroll 10.
  • the eccentric shaft portion 35 is integrally formed with a balance weight 80 positioned outside the boss 50.
  • the scroll unit 12 of the embodiment can form both the compression unit 4 and the expansion unit 2 as a refrigerant working chamber by a set of the fixed scroll 8 and the movable scroll 10 in the compressor-integrated expander.
  • the crankshaft 16 supports the movable scroll 10 together with the main frame 14 so as to be capable of revolving motion, and the crankshaft 16 itself is also rotationally driven.
  • annular intermediate partition wall (annular wall) 52 and an annular outer partition wall 54 are erected on the base surface 8 b of the fixed scroll 8.
  • a spiral outer fixed scroll wrap (wrap) 56 is provided between the outer partition wall 54 and a spiral inner fixed scroll wrap (wrap) 58 on the center side of the intermediate partition wall 52.
  • the aforementioned compression side suction chamber 38 is formed at the outer peripheral end of the compression portion 4 slightly inside the outer partition wall 54, and the inner peripheral end of the compression portion 4 slightly outside the intermediate partition wall 52.
  • a compression-side discharge hole 44 is formed in the upper part.
  • the expansion side discharge chamber 32 described above is formed on the outer peripheral end of the expansion portion 2 slightly inside the intermediate partition wall 52 on the substrate 8a, and the expansion side suction chamber 30 described above is the inner peripheral end of the expansion portion 2. It is formed at the center.
  • an annular oil groove 60 is formed on the substrate 8a slightly outside the outer partition wall 54, and is countersunk at a predetermined depth with a diameter larger than the groove width provided on the oil groove 60.
  • the oil feed hole 62 described above is formed in the bottom surface of the formed recess.
  • a spiral outer movable scroll wrap (wrap) 64 that meshes with the outer fixed scroll wrap 56 and a spiral that meshes with the inner fixed scroll wrap 58.
  • the inner movable scroll wrap (wrap) 66 is erected in the direction of the opposite spiral.
  • a through hole 61 is formed in the substrate 10 a of the movable scroll 10 on the inner side of the center side portion of the inner movable scroll wrap (wrap) 66.
  • the inlet at the upper end (one end) of the through hole 61 opens at the base surface 10 b and communicates with the expansion side suction chamber 30.
  • the outlet of the lower end (the other end) of the through-hole 61 is a center portion 68b side (the inside of the seal ring 48) of a back pressure chamber 68 (described later) that is always partitioned by the seal ring 48 during the revolving turning motion of the movable scroll 10. Open at.
  • the expansion part 2 is formed inside the intermediate partition wall 52, and the compression part 4 is formed between the intermediate partition wall 52 and the outer partition wall 54.
  • the refrigerant sucked from the expansion side suction pipe 24 is taken into the expansion unit 2 through the expansion side suction chamber 30, and the scrolls 8, 10 cooperate with each other.
  • it is expanded in an expansion chamber E (FIG. 4, working chamber) formed between the laps 58 and 66.
  • the volume of the expansion chamber E is increased while moving toward the outer peripheral side of each scroll 8, 10, and accordingly, the movable scroll 10 is revolved around the axis of the fixed scroll 8.
  • the refrigerant used for the revolving orbiting motion of the movable scroll 10 is discharged toward the refrigeration cycle RC outside the housing 6 through the expansion side discharge chamber 26 via the expansion side discharge chamber 32.
  • the refrigerant sucked from the compression side suction pipe 36 is taken into the compression unit 4 through the compression side suction chamber 38, and the movable scroll 10 is axially centered on the fixed scroll 8 as the refrigerant expands in the expansion chamber E described above.
  • the scrolls 8 and 10 are compressed in a compression chamber P (FIG. 4, working chamber) formed between the laps 56 and 64 by cooperating with each other.
  • the volume of the compression chamber P is reduced while moving toward the center of each scroll 8, 10 in accordance with the revolving turning motion of the movable scroll 10.
  • the high pressure refrigerant passes through the compression side discharge hole 44 and the compression side discharge chamber 34 and is discharged toward the refrigeration cycle RC outside the housing 6. Is done.
  • the refrigerant discharged from the compression side discharge hole 44 to the compression side discharge chamber 34 has the lubricating oil in the refrigerant passing through the oil separator 45.
  • the lubricating oil separated from the refrigerant enters the lubricating oil chamber 40 through an oil return path 63 formed between the notch 47 formed on the outer peripheral surface of the substrate 8 a of the fixed scroll 8 and the inner peripheral surface of the main frame 14. Stored.
  • the lubricating oil stored in the lubricating oil chamber 40 rises in the oil supply passage 42 by centrifugal force and is discharged from the upper surface of the eccentric shaft portion 35 at the upper end of the crankshaft 16 outside the seal ring 48, and the eccentric shaft portion 35 and the boss 50. After being lubricated, the pressure reaches the back pressure chamber 68 formed between the base portion 14b of the main frame 14 and the back surface 10c of the movable scroll 10.
  • the refrigerant sucked into the expansion side suction chamber 30 from the expansion side suction pipe 24 (refrigerant maintained at a high pressure compressed by a high-stage side compressor 70 described later). It is supplied to the inside of the seal ring 48, that is, to the center portion 68 b of the back pressure chamber 68. Therefore, the movable scroll 10 is pressed and urged against the fixed scroll 8 by the high pressure compressed by the high-stage compressor 70 from the center portion 68b of the back pressure chamber 68.
  • the scroll unit 12 Due to the back pressure from the back pressure chamber 68, a smooth revolving motion of the movable scroll 10 with respect to the fixed scroll 8 becomes possible.
  • the scroll unit 12 is driven by the expansion energy of the refrigerant in the expansion unit 2, and the refrigerant is compressed in the compression unit 4 by the driving force of the scroll unit 12.
  • FIGS. 4 and 6 are vertical side views of the scroll unit 12 enlarged to explain the structure of the eccentric shaft portion 35
  • FIG. 8 is an enlarged vertical side view of the eccentric shaft portion 35.
  • FIG. 5 and 7 show a plan view of the eccentric shaft portion 35 as seen through the movable scroll 10 (the through hole 61 is indicated by a solid line).
  • FIG. 9 is a plan sectional view of the center portion of the fixed scroll 8 and the movable scroll 10 (viewed from the eccentric shaft portion 35 side (lower side)).
  • the inlet at the upper end of the through-hole 61 is opened at the base surface 10 b, and this inlet is connected to the inner fixed scroll wrap (wrap) of the fixed scroll 8 according to the revolution turning motion of the movable scroll 10. It is arranged at a position opened and closed by the front end of 58. 4 shows a state where the wrap 58 is opened, and FIG. 6 shows a closed state.
  • the seal ring 48 revolves around the movable scroll 10, the position of the through hole 61 with respect to the seal ring 48 also changes during the revolving swivel movement of the movable scroll 10.
  • the outlet at the lower end is always arranged so as to correspond to the central portion 68 b of the back pressure chamber 68 partitioned by the seal ring 48.
  • FIG. 5 shows the groove 78 through the movable scroll 10, but the end of the inner side (the axial center side of the eccentric shaft portion 35) of the groove 78 is caused by the revolution rotation of the seal ring 48 as described above. It changes into the state (FIGS. 4 and 5) closed by the state (FIGS. 4 and 5) and the state where the seal ring 48 straddles the groove 78 (FIGS. 6 and 7).
  • the positional relationship between the through hole 61 and the groove 78 extends in the eccentric direction of the seal ring 48 (center X1) with respect to the eccentric shaft portion 35 (axis X2). Further, in the state where the inlet of the through hole 61 is opened by the tip of the inner fixed scroll wrap (wrap) 58 of the fixed scroll 8 as shown in FIG. 7 is closed by the seal ring 48, the central portion 68b of the back pressure chamber 68 and the outer peripheral portion 68a are not in communication, and the inlet of the through hole 61 is closed by the tip of the wrap 58. As described above, the seal ring 47 straddles the groove 78, and the center part 68b and the outer peripheral part 68a of the back pressure chamber 68 are communicated with each other by the pressure relief path 81.
  • X3 is the turning center of the movable scroll 10, and the axis of the crankshaft 16
  • the center and the inner fixed scroll wrap (wrap) 58 of the fixed scroll 8 are located at the center of the spiral base circle.
  • X4 is the center of the spiral base circle of the inner movable scroll wrap (wrap) 66 of the movable scroll 10, and is offset from the turning center X3 in the eccentric direction of the eccentric shaft portion 35.
  • the distance between the turning center X3 and the center circle center X4 of the spiral of the wrap 66 of the movable scroll 10 is the turning radius R1 of the movable scroll 10.
  • the center position X5 of the center portion 68b of the back pressure chamber 68 partitioned by the seal ring 48 (that is, the area gravity center position of the center portion 68) is set to the turning center X3 of the movable scroll 10 as shown in FIG. Therefore, the turning radius R1 of the movable scroll 10 is shifted by 1 ⁇ 2 in the eccentric direction of the eccentric shaft portion 35.
  • the area gravity center position G1 of the expansion chamber (the central chamber E1, the working chamber E2, the working chamber E3) of the expansion section 2 and the area gravity center position X5 of the central portion 68b of the back pressure chamber 68 coincide with each other. Thereby, generation
  • FIG. 10 shows a refrigerant circuit diagram of a refrigeration cycle RC (Example) using the scroll type fluid machine 1 of the present invention.
  • the compression unit 4 driven by the power recovered by the expansion unit 2 of the scroll type fluid machine 1 constitutes a low-stage compressor (low-stage compression unit) in the refrigeration cycle RC.
  • the above-described compression-side discharge pipe 28 of the compression unit 4 is connected to a high-stage side compression unit 70 a that is driven by an electric motor 70 b of a high-stage side compressor 70 that is located downstream of the compression unit 4.
  • a gas cooler 71 for cooling the refrigerant is connected to the subsequent stage of the compression unit 70a. Between the outlet of the gas cooler 71 and the inlet of the evaporator 73, the expansion unit 2 and the expansion valve 72 of the scroll type fluid machine 1 are connected in parallel. It is connected. The refrigerant from the gas cooler 71 is taken into the expansion side suction chamber 30 of the expansion unit 2 from the expansion side suction pipe 24 described above. Further, the refrigerant is sent from the expansion section 2 of the scroll type fluid machine 1 to the evaporator 73 via the expansion side discharge pipe 26. The refrigerant discharged from the evaporator 73 is sucked into the compression unit 4 of the scroll fluid machine 1 from the compression side suction pipe 36.
  • the expansion valve 72 is provided for adjusting the flow rate of the refrigerant passing through the expansion portion 2 of the scroll type fluid machine 1 and ensuring the differential pressure at the time of startup.
  • the movable scroll 10 revolves and the power is recovered.
  • the revolving orbiting motion of the movable scroll 10 causes the compression unit 4 to operate as a low-stage compressor.
  • the refrigerant expanded in the expansion unit 2 is heated by the evaporator 73 (or the object is thereby cooled), and is again sucked into the compression unit 4 of the scroll type fluid machine 1 through the compression side suction pipe 36.
  • FIG. 14 shows a ph diagram of the refrigeration cycle RC.
  • the refrigerant cooled from the point D to the point C by exchanging heat with the gas cooler 71 expands isentropically in the expansion part 2 of the scroll type fluid machine 1, thereby causing a liquidus line. It enters the wet steam region beyond LL and becomes point B.
  • the heat exchanged by the evaporator 73 and the refrigerant heated from the point B to the point A is compressed from the point A to the point A1 by the compression unit 4 of the scroll type fluid machine 1 and then the high-stage compressor.
  • the compression is performed from point A1 to point D by the compression unit 70a.
  • the compression unit 70a of the high-stage side compressor 70 bears a part of the compression process of the refrigeration cycle RC (high-stage side), and the compression unit 4 of the scroll fluid machine 1 has the rest of the compression process (low-stage side). Side).
  • the compression power for the enthalpy difference hA1 ⁇ hA in the compression unit 4 is covered by the recovery power in the expansion unit 2.
  • the movable scroll 10 is moved against the fixed scroll 8 by the discharge pressure of the compression portion 4 from the outer peripheral portion 68a of the back pressure chamber 68 and by the high pressure compressed by the high-stage compressor 70 from the central portion 68b. And pressed.
  • the discharge pressure of the high-stage compressor 70 is applied to the central portion of the base surface 10b of the movable scroll 10, and the pressure decreases and expands toward the outside.
  • This pressure is indicated by an arrow in FIG. 11 (in this figure, the length of the arrow similarly indicates the magnitude of the pressure).
  • the refrigerant maintained at the discharge pressure (high pressure) of the high-stage compressor 70 is supplied to the central portion 68b, and the discharge pressure (intermediate pressure) of the compression section 4 is supplied to the outer peripheral portion 68a.
  • the refrigerant kept at is supplied.
  • a force (the force applied to the base surface 10 b shown in the upper side of FIG. 11) that pulls the movable scroll 10 away from the fixed scroll 8, and the movable scroll 10 is pressed against the fixed scroll 8.
  • the force (back pressure shown in the lower side of FIG. 11) is substantially the same in almost the entire area of the movable scroll 10, and the problem that the substrate 10a of the movable scroll 10 bends is solved while preventing a decrease in efficiency. Will be able to.
  • the back pressure chamber 68 formed on the back side of the movable scroll 01 is divided into a center portion 68b and an outer peripheral portion 68a by the seal ring 48, and a high-stage compressor is provided in the center portion 68b of the back pressure chamber 68.
  • the refrigerant maintained at the high pressure compressed at 70 is supplied, and the refrigerant maintained at the discharge pressure of the compression unit 4 on the lower stage side is supplied to the outer peripheral portion 68a of the back pressure chamber 68.
  • the seal ring 48 is provided on the upper surface (end surface) of the eccentric shaft portion 35 and is slidably contacted with the back surface of the movable scroll 10, and the high pressure is maintained by the through hole 61 formed in the movable scroll 10. Since the leaning refrigerant is supplied to the central portion 68b of the back pressure chamber 68, the structure for supplying high pressure to the back pressure chamber 68 can be remarkably simplified.
  • FIG. 9 shows a position where the movable scroll 10 is turned to an angle of about 150 ° crank angle in one expansion process.
  • the expansion chamber E at the center (the central chamber E1 in FIG. 9) is sucked into the expansion side suction chamber 30 from the expansion side suction pipe 24.
  • the refrigerant that has been compressed by the high-stage compressor 70 and maintained at a high pressure flows in.
  • the volume of the central chamber E1 increases, and the outer expansion chamber E (the working chambers E2 and E3 in FIG. 9) is separated at a crank angle of about 0 °.
  • the volumes of the working chambers E2 and E3 are further expanded, so that the refrigerant in the working chambers E2 and E3 expands and the pressure rapidly decreases.
  • the high pressure portion in FIGS. 17 and 18 described above is the pressure in the central chamber E1, and the pressure sharply decreases from around the crank angle of 0 ° is the pressure in the working chambers E2 and E3 after being separated from the central chamber. Show.
  • the wrap 58 opens the through-hole 61 at a stage before the working chambers E2 and E3 are separated from the central chamber E1 in a certain expansion process. Then, the working chambers E2 and E3 are separated from the central chamber E1 in the vicinity of the crank angle of 0 °, and the refrigerant inside them starts to expand and exceeds the liquidus line LL of FIG. Then, the through-hole 61 is arranged so that the lap 58 closes the inlet of the through-hole 61 at around 24 ° and then reopens at around the crank angle of 230 °.
  • L2 in FIG. 21 indicates a change in the axial force applied to the movable scroll 10 with respect to the turning angle (crank angle) of the movable scroll 10, and this means that the center of the movable scroll 10 is separated from the fixed scroll 8. It is a pulling force to try.
  • This pulling-off force rapidly decreases from the maximum crank angle of 0 ° to 11 °, then gradually increases, and shows a maximum change at 360 ° (next 0 °). Since this is the total force generated from the pressure of the refrigerant in the central chamber E1 and each of the working chambers E2, E3, it changes in this way.
  • the lap 58 opens the inlet of the through hole 61 until the crank angle is close to 24 °, and the pressure relief path 81 does not communicate with the central portion 68b of the back pressure chamber 68 and the outer peripheral portion 68a. Therefore, high-pressure refrigerant flows into the center portion 68b from the through hole 61, and the pressing force that presses the center portion of the movable scroll 10 against the fixed scroll 8 becomes high pressure. Thereafter, after the refrigerant exceeds the liquidus line LL and becomes a wet steam region, the inlet of the through hole 61 is closed with a wrap 58 and the seal ring 48 straddles the groove 78, so that the pressure relief path 81 is formed in the back pressure chamber 68. The central portion 68b and the outer peripheral portion 68a communicate with each other.
  • the inlet of the through hole 61 is opened and high pressure is supplied to the central portion 68b of the back pressure chamber 68, and the central portion 68b and the outer peripheral portion 68a.
  • the inlet of the through-hole 61 is closed by the inner fixed scroll wrap 58 of the fixed scroll 8 to increase the pressure. Can be stopped and the central portion 68b and the outer peripheral portion 68a can be communicated to reduce the back pressure to the discharge pressure of the compression portion 4 in the entire movable scroll 10.
  • the inlet of the through hole 61 is closed after the refrigerant in the expansion chamber E reaches the wet vapor region beyond the liquidus line LL, so that the pulling force L2 toward the center of the movable scroll 10 is ensured.
  • the back pressure at the center can be lowered, and the application of high pressure to the center 68b of the back pressure chamber 68 can be stopped at an appropriate timing.
  • the seal ring 48 straddles the groove 78, so that the pressure relief path 81 communicates the center portion 68 b and the outer peripheral portion 68 a of the back pressure chamber 68.
  • the central portion 68b and the outer peripheral portion 68a are communicated with each other in accordance with the stop of the application of the high pressure to the central portion 68b.
  • the discharge pressure is lowered.
  • the pressure in the back pressure chamber 68 is made uniform at the center 68b and the outer periphery 68a to ensure that excessive pressing force is generated. Can be prevented.
  • a pressure relief path 81 is formed in the groove 78 formed on the back surface 10 c of the movable scroll 10, and the center of the back pressure chamber 68 is in a state where the seal ring 48 closes the inner end of the groove 78.
  • the part 68b and the outer peripheral part 68a are brought into a non-communication state, and the seal ring 48 straddles the groove 78 to open both end parts of the groove 78. Since it is configured to communicate, the structure can be significantly simplified.
  • the present invention is applied by taking a so-called single-plate compressor-integrated scroll expander as an example of a scroll type fluid machine, but the invention of claim 1 is not limited thereto, and the expansion portion and the compression portion are not limited thereto.
  • the present invention is also effective for a scroll type fluid machine connected by a drive shaft.

Landscapes

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

Abstract

【課題】膨張部の入口における作動流体の温度が変化した場合にも、可動スクロールに適切な背圧を印加することが可能なスクロール型流体機械を提供する。 【解決手段】固定スクロール８と可動スクロール１０の各ラップ５８、６６間に形成された膨張室Ｅで冷媒を膨張させ、可動スクロールを公転旋回運動させる膨張部２と、膨張部で回収した動力で冷媒を圧縮する低段側の圧縮部４を備え、高段側の圧縮機で圧縮された高圧の冷媒を膨張部の中心部より吸入する。可動スクロール背面の背圧室６８を中心部６８ｂと外周部６８ａに仕切るシールリング４８を備える。背圧室の中心部に高圧に保たれた冷媒を供給し、背圧室の外周部には圧縮部の吐出圧力に保たれた冷媒を供給する。

Description

スクロール型流体機械
　本発明は、固定及び可動スクロールから成る膨張部を備えたスクロール型流体機械に関するものである。
　この種のスクロール型流体機械としては、基面にラップを設けた可動スクロールと、基面にこの可動スクロールのラップと噛合うラップを設けた固定スクロールとから構成されるスクロールユニットを備え、このスクロールユニットの作動室を仕切り壁により圧縮室と膨張室とに仕切って、圧縮部と膨張部とを形成した単板式の圧縮機一体型膨張機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　図１５は上記特許文献１のスクロールユニット１００部分を拡大して示している。固定スクロール１０８の基面には、環状の中間仕切壁（環状壁）１５２と、環状の外側仕切壁１５４とが立設され、中間仕切壁１５２と外側仕切壁１５４との間には渦巻き状の外側固定スクロールラップ（ラップ）１５６、中間仕切壁５２よりも中心側には渦巻状の内側固定スクロールラップ（ラップ）１５８がそれぞれ立設されている。
　固定スクロール１０８の基板１０８Ａには、圧縮側吸入室１３８が外側仕切壁１５４の内側の圧縮部１０４の外周端に形成され、中間仕切壁１５２の外側の圧縮部１０４の内周端に圧縮側吐出孔１４４が形成されている。また、基板１０８Ａには、膨張側吐出室１３２が中間仕切壁１５２の内側の膨張部１０２の外周端に形成され、膨張側吸入室１３０が膨張部１０２の内周端である中心部に形成されている。
　一方、可動スクロール１１０の基面には、外側固定スクロールラップ１５６に噛合う渦巻き状の外側可動スクロールラップ（ラップ）１６４と、内側固定スクロールラップ１５８に噛合う渦巻き状の内側可動スクロールラップ（ラップ）１６６とが相反する渦巻の方向で立設されている。このスクロールユニット１００では、中間仕切壁１５２よりも内側に膨張部１０２が形成され、中間仕切壁１５２と外側仕切壁１５４との間に圧縮部１０４が形成される。
　そして、膨張側吸入室１３０から高段側の圧縮機（図示せず）で圧縮された高圧に保たれた作動流体が吸入され、膨張部１０２のラップ１５８と１６６間に形成された膨張室で膨張することで可動スクロール１１０が公転旋回運動され、動力が回収される。この動力により、圧縮部１０４のラップ１５６と１６４間に形成された圧縮室で作動流体を圧縮する。この圧縮部１０４は低段側となり、圧縮部１０４で圧縮された作動流体が高段側の圧縮機に吸い込まれることになる。
　また、可動スクロール１１０の背面側には背圧室１６８が構成されている。この背圧室１６８には、圧縮部１０４の吐出圧力に保たれた作動流体が供給され、その圧力によって可動スクロール１１０が固定スクロール１０８に対して押圧付勢されるものであった。
特開２０１２－５２５２７号公報 特許第４９４０６３０号公報
　このように従来では、可動スクロール１１０の背圧室１６８（膨張部１０２と圧縮部１０４に対応する全体）が圧縮部１０４の吐出圧力とされていた。一方、可動スクロール１１０の基面の中心部には、高段側の圧縮機の吐出圧力が加わる。この圧力の大小関係を図１５に矢印で示す。この図において、矢印の長さは圧力の大きさを示している（以下、同じ）。このように、可動スクロール１１０に加わる背圧室１６８からの圧力は全体に比較的低く、基面に加わる圧力は中心部が極めて高い状況となるため、作動流体の漏れが発生し易い可動スクロール１１０の基板１１０Ａの中央部が、図１６のように撓んでしまう。
　これを解消するために背圧室１６８全体に高段側の圧縮機の吐出圧力を供給すると、今度は固定スクロール１０８と可動スクロール１１０の基面間の摺動抵抗が増大し、効率が著しく低下してしまう問題があった。
　これを防止するために、前記特許文献２の如く背圧室１６８をシール部材で中心部と外周部とに仕切り、中心部に膨張部１０２の吸込圧力（高圧）を供給し、外周部には膨張部１０２の吐出圧力を供給する構造が提案されている。
　しかしながら、膨張部１０２における膨張過程での圧力変化の特性は、膨張部１０２に吸い込まれる作動流体の温度によって大きく異なる。図１７は膨張部１０２の入口における作動流体の温度が＋４０℃の場合の膨張過程での圧力変化を示し、図１８は膨張部１０２の入口における作動流体の温度が＋２０℃の場合の膨張過程での圧力変化を示す。尚、各図において縦軸は圧力、横軸は可動スクロール１１０が公転旋回するクランク角を示す。また、図１９は図１７の場合の可動スクロール１１０の基面に加わる圧力と背圧との大小関係を示し、図２０は図１８の場合の可動スクロール１１０の基面に加わる圧力と背圧との大小関係を示す。
　これらの図から明らかな如く、膨張部１０２の入口における作動流体の温度が高い場合（図１７、図１９）、膨張過程の圧力の低下が緩慢となるため、可動スクロール１１０を固定スクロール１０８から引き離そうとする力は大きくなる。但し、膨張による動力も大きくなるため、圧縮部１０４における仕事量は増大する。
　一方、膨張部１０２の入口における作動流体の温度が低い場合（図１８、図２０）、膨張過程の圧力は膨張初期に急激に低下するため、可動スクロール１１０を固定スクロール１０８から引き離そうとする力は小さくなる。そして、膨張による動力も小さくなるため、圧縮部１０４における仕事量も減少する。
　このように、膨張部１０２における膨張過程での圧力変化の特性が、膨張部の入口における作動流体の温度によって大きく異なるため、特許文献２の如くシール部材により背圧室１６８を中心部と外周部とに仕切り、中心部に膨張部１０２の吸込圧力（高圧）を供給し、外周部に膨張部１０２の吐出圧力を供給するようにした場合、或る作動流体の温度では最適であっても、温度が上昇した場合には背圧が過剰となって摺動損が増大し、逆に低下した場合には背圧が不足して漏れが生じ、何れの場合にも効率の低下を招く。そのため、膨張部１０２の入口の作動流体温度に対応する調整手段を別途設けなければならなくなる問題があった。
　本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、膨張部の入口における作動流体の温度が変化した場合にも、可動スクロールに適切な背圧を印加することが可能なスクロール型流体機械を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明のスクロール型流体機械は、各基板の各基面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定スクロール及び可動スクロールから構成され、両スクロールの各ラップ間に形成された膨張室で作動流体を膨張させることにより、可動スクロールを公転旋回運動させて動力を回収する膨張部と、この膨張部で回収された動力で作動流体を圧縮する低段側の圧縮部とを備え、高段側の圧縮機で圧縮された高圧の作動流体を膨張部の中心部より吸入するものであって、可動スクロールの背面側に形成された背圧室と、この背圧室を中心部と外周部とに仕切るシール部材とを備え、背圧室の中心部に高圧に保たれた作動流体を供給し、背圧室の外周部には圧縮部の吐出圧力に保たれた作動流体を供給することを特徴とする。
　請求項２の発明のスクロール型流体機械は、上記発明において圧縮部は、膨張部の外側における両スクロールの各ラップ間に形成された圧縮室で作動流体を圧縮することを特徴とする。
　請求項３の発明のスクロール型流体機械は、上記各発明において可動スクロールの背面側より突出するボスと、クランク軸と、このクランク軸の端部に形成され、ボスに摺動且つ回転可能に嵌挿された偏心軸部とを備え、シール部材を偏心軸部の端面に設けて可動スクロールの背面に摺動可能に当接させ、この可動スクロールに形成した貫通孔により高圧に保たれた作動流体を背圧室の中心部に供給することを特徴とする。
　請求項４の発明のスクロール型流体機械は、上記発明において可動スクロールの旋回運動に応じて、固定スクロールのラップにより貫通孔の入口が開閉されることを特徴とする。
　請求項５の発明のスクロール型流体機械は、上記発明において貫通孔の入口は、膨張室内の作動流体が液相線を越えて湿り蒸気領域となった後に閉じられるよう構成したことを特徴とする。
　請求項６の発明のスクロール型流体機械は、請求項４又は請求項５の発明において貫通孔の入口が閉じられたとき、背圧室の中心部と外周部とを連通する圧力逃がし路を備えたことを特徴とする。
　請求項７の発明のスクロール型流体機械は、上記発明において可動スクロールの背面に形成された溝により圧力逃がし路を構成し、シール部材が溝の端部を塞いでいる状態では背圧室の中心部と外周部は非連通状態となり、シール部材が溝を跨ぐことで溝の両端部が開放され、背圧室の中心部と外周部が連通されるよう構成したことを特徴とする。
　請求項８の発明のスクロール型流体機械は、請求項３乃至請求項７の発明においてシール部材はリング状を成し、偏心軸部の端面に偏心配置されていることを特徴とする。
　請求項９の発明のスクロール型流体機械は、請求項３乃至請求項８の発明においてシール部材で仕切られる背圧室の中心部を、可動スクロールの旋回中心から、偏心軸部の偏心方向に、可動スクロールの旋回半径の１／２ずらしたことを特徴とする。
　請求項１０の発明のスクロール型流体機械は、上記各発明において作動流体としては二酸化炭素を使用したことを特徴とする。
　前述した如く、各基板の各基面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定スクロール及び可動スクロールから構成され、両スクロールの各ラップ間に形成された膨張室で作動流体を膨張させることにより、可動スクロールを公転旋回運動させて動力を回収する膨張部と、この膨張部で回収された動力で作動流体を圧縮する低段側の圧縮部とを備え、高段側の圧縮機で圧縮された高圧の作動流体を膨張部の中心部より吸入するスクロール型流体機械においては、膨張部の入口における作動流体の温度が高い場合、膨張過程の圧力の低下が緩慢となるため、可動スクロールを固定スクロールから引き離そうとする力は大きくなるが、膨張による動力も大きくなるため、圧縮部における仕事量も増大する。逆に、膨張部の入口における作動流体の温度が低い場合は、膨張過程の圧力は膨張初期に急激に低下するため、可動スクロールを固定スクロールから引き離そうとする力は小さくなるが、膨張による動力も小さくなるため、圧縮部における仕事量も減少する。
　そこで本発明では、可動スクロールの背面側に形成された背圧室を、シール部材により中心部と外周部とに仕切り、背圧室の中心部に高段側の圧縮機で圧縮された高圧に保たれた作動流体を供給し、背圧室の外周部には低段側の圧縮部の吐出圧力に保たれた作動流体を供給するようにしたので、膨張部の入口における作動流体の温度が高い場合は圧縮部の仕事量が増大し、その吐出圧力も高くなって背圧室の外周部に供給される圧力は上昇し、膨張部の入口における作動流体の温度が低い場合は圧縮部の仕事量が減少し、その吐出圧力も低くなって背圧室の外周部に供給される圧力も低下する。
　即ち、膨張部の入口における作動流体の温度が高く、可動スクロールを固定スクロールから引き離そうとする力が大きくなるときは、背圧室の外周部に供給される圧力が上昇し、膨張部の入口における作動流体の温度が低く、可動スクロールを固定スクロールから引き離そうとする力が小さくなるときは、背圧室の外周部に供給される圧力も低下するようになり、自動的に両者をバランスさせることが可能となる。これにより、別途複雑な調整手段を設けることなく、可動スクロールに背圧を適切に印加して高効率な運転を実現することが可能となる。
　これは請求項２のような膨張部と圧縮部とが一体化された単板式のスクロール型流体機械において、請求項１０の如き二酸化炭素を作動流体として使用する場合に特に有効である。
　この場合、請求項３の発明の如く、可動スクロールの背面側より突出するボスと、クランク軸と、このクランク軸の端部に形成され、ボスに摺動且つ回転可能に嵌挿された偏心軸部とを備え、シール部材を偏心軸部の端面に設けて可動スクロールの背面に摺動可能に当接させ、この可動スクロールに形成した貫通孔により高圧に保たれた作動流体を背圧室の中心部に供給することにより、背圧室に高圧を供給する構造を著しく簡素化することが可能となる。
　また、請求項４の発明の如く、可動スクロールの旋回運動に応じて、固定スクロールのラップにより貫通孔の入口が開閉されるようにすることで、可動スクロールの中心部を固定スクロールから引き離そうとする引き離し力が大きくなる状態では、貫通孔の入口を開放して背圧室の中心部に高圧を供給し、可動スクロールの中心部を引き離そうとする力に対抗すると共に、引き離し力が小さくなる状態では、貫通孔の入口を固定スクロールのラップにより閉じて、高圧の供給を停止することが可能となる。
　これにより、中心部への過剰な背圧印加による固定スクロールへの可動スクロールの過剰な押し付け力の発生を回避し、運転効率の低下を防止することが可能となる。
　この場合、請求項５の発明の如く貫通孔の入口を、膨張室内の作動流体が液相線を越えて湿り蒸気領域となった後に閉じるようにすることにより、確実に可動スクロールの中心部への引き離し力が小さくなった後に、中心部の背圧を下げることができるようになり、的確なタイミングで背圧室の中心部への高圧印加を停止することが可能となる。
　また、請求項６の発明の如く貫通孔の入口が閉じられたとき、背圧室の中心部と外周部とを連通する圧力逃がし路を設ければ、背圧室の中心部への高圧印加を停止したことに合わせて中心部と外周部を連通することができるようになる。これにより、中心部の引き離し力が急激に低下するのに合わせて、背圧室の圧力を中心部と外周部で均一化し、過剰な押し付け力の発生を確実に防止することができるようになる。
　この場合も、請求項７の発明の如く可動スクロールの背面に形成された溝により圧力逃がし路を構成し、シール部材が溝の端部を塞いでいる状態では背圧室の中心部と外周部は非連通状態となり、シール部材が溝を跨ぐことで溝の両端部が開放され、背圧室の中心部と外周部が連通されるよう構成することで、構造の著しい簡素化を図ることが可能となる。
　また、請求項８の発明の如くシール部材をリング状とした場合に、偏心軸部の端面に偏心配置すれば、偏心軸部の回転に伴ってシール部材が可動スクロールの同じリング状の位置に当接することがなくなり、可動スクロールがシール部材によって摩耗する度合いを低減することができるようになる。
　更に、請求項９の発明の如くシール部材で仕切られる背圧室の中心部を、可動スクロールの旋回中心から、偏心軸部の偏心方向に、可動スクロールの旋回半径の１／２ずらすことにより、膨張部の膨張室の面積重心位置と、背圧室の中心部の面積重心位置とを合致させることができるようになる。これにより、可動スクロールを転覆させようとするモーメントの発生を効果的に防止することができるようになるものである。
本発明を適用した実施例のスクロール型流体機械の縦断側面図である。 図１の固定スクロールを基面側から見た平面図である。 図１の可動スクロールを基面側から見た平面図である。 作動流体の吸入工程の終盤における図１のスクロールユニット部分の縦断側面図である。 図４の可動スクロールを透視した偏心軸部の平面図である。 膨張室で作動流体の膨張が進行したときの図１のスクロールユニット部分のもう一つの縦断側面図である。 図６の可動スクロールを透視した偏心軸部の平面図である。 図１の偏心軸部の拡大縦断側面図である。 図１の固定スクロール及び可動スクロール中心部の平断面図である。 図１のスクロール型流体機械を用いた一実施例の冷凍サイクルの冷媒回路図である。 図１のスクロール型流体機械の動作を説明するスクロールユニット部分の縦断側面図である。 同じく図１のスクロール型流体機械の動作を説明するスクロールユニット部分のもう一つの縦断側面図である。 同じく図１のスクロール型流体機械の動作を説明するスクロールユニット部分の更にもう一つの縦断側面図である。 図１０の冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。 従来のスクロール型流体機械のスクロールユニット部分の縦断側面図である。 図１５のスクロール型流体機械の可動スクロールを変形した基板の縦断側面図である。 この種スクロール型流体機械の膨張部の入口における作動流体の温度が＋４０℃の場合の膨張過程での圧力変化を示す図である。 同じく膨張部の入口における作動流体の温度が＋２０℃の場合の膨張過程での圧力変化を示す図である。 図１７の場合の可動スクロールの基面に加わる圧力と背圧との大小関係を示す図である。 図１８の場合の可動スクロールの基面に加わる圧力と背圧との大小関係を示す図である。 可動スクロールの旋回角度（クランク角）に対する可動スクロール軸方向の力、及び、可動スクロールを固定スクロールに押し付ける力（押付力）の変化を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
　（１）スクロール型流体機械１の構造
　図１は、実施例のスクロール型流体機械１の縦断側面図を示している。実施例のスクロール型流体機械１は、例えば、縦置き型単板式の圧縮機一体型膨張機であり、高圧側が超臨界圧力となる二酸化炭素を冷媒（作動流体）として使用したヒートポンプ等の冷凍サイクルＲＣに用いられる（図１０に示す）。この冷凍サイクルＲＣの構成については後に詳述するが、図示しない空気調和機やヒートポンプ式給湯機等に組み込まれ、実施例のスクロール型流体機械１は冷媒の圧力によって膨張動作を行う後述する膨張部２と、この膨張部２の膨張動作によって圧縮動作を行う後述する圧縮部４（低段側）とを備えている（図２）。
　スクロール型流体機械１はハウジング６を備えている。このハウジング６内には、主として固定スクロール８とこの固定スクロール８に対し公転旋回運動される可動スクロール１０とから構成されるスクロールユニット１２と、可動スクロール１０を公転旋回運動可能に支持するメインフレーム（フレーム）１４と、このメインフレーム１４の下部軸受部１４ｃに軸受部材１８を介して回転可能に軸支されたクランク軸１６とが配設されている。
　ハウジング６は、メインフレーム１４の外周部１４ａと、メインフレーム１４の上部を覆うキャップ状のトップシェル２０と、メインフレーム１４の下部を覆うキャップ状のボトムシェル２２とから構成されている。ハウジング６は、トップシェル２０とボトムシェル２２を、Ｏリング２３を介し、外周部１４ａを挟み込むようにしてボルト２５で互いに締結することにより組み立てられ、外部から内部が密閉されている。密閉されたハウジング６内には、スクロール型流体機械１の作動流体として冷凍サイクルＲＣから取り込んだ冷媒（二酸化炭素）を圧縮部４にて圧縮した圧力が作用している。
　トップシェル２０には、冷凍サイクルＲＣから取り込んだ冷媒を膨張部２に吸入する膨張側吸入管２４と、膨張部２にて膨張された冷媒を冷凍サイクルＲＣに向けて吐出する膨張側吐出管２６と、圧縮部４にて圧縮された冷媒を冷凍サイクルＲＣに向けて吐出する圧縮側吐出管２８が接続されている。膨張側吸入管２４と膨張側吐出管２６の端部は、固定スクロール８の基板８ａ内に形成された膨張側吸入室３０と膨張側吐出室３２とにそれぞれ開口して連通され、圧縮側吐出管２８の端部は、トップシェル２０の内側に形成された圧縮側吐出室３４に開口して連通されている。
　また、メインフレーム１４の外周部１４ａには、冷凍サイクルＲＣから取り込んだ冷媒を圧縮部４に吸入する圧縮側吸入管３６が接続され、圧縮側吸入管３６の端部は、固定スクロール８の基板８ａ内に形成された圧縮側吸入室３８に開口され、連通されている。
　一方、ボトムシェル２２の内側には潤滑油室４０が形成され、この潤滑油室４０にはスクロールユニット１２を潤滑するための潤滑油が貯留される。圧縮側吸入室３８には、固定スクロール８の基板８ａ及びメインフレーム１４を貫通する送油孔６２（図２）が開口され、送油孔６２を介して潤滑油室４０の潤滑油が圧縮側吸入室３８に送油される。
　また、クランク軸１６内には、クランク軸１６の軸方向に沿って給油路４２が穿設されており、この給油路４２の下端は潤滑油室４０に開口し、上端はクランク軸１６の上端（実施例における端部）の偏心軸部３５の上面（実施例における端面）にて、可動スクロール１０の後述するボス５０内の空間に開口している。但し、この給油路４２の上端は、偏心軸部３５の上面（実施例における端面）に嵌挿して設けられたリング状のシール部材としてのシールリング４８により仕切られた後述する背圧室６８の外周部６８ａ側（シールリング４８の外側）にて開口しているものとする。このシールリング４８は可動スクロール１０の公転旋回運動に伴い、基板１０ａの基面１０ｂとは反対側の面である背面１０ｃに摺動可能に当接する。
　固定スクロール８はメインフレーム１４の外周部１４ａの内側に固定され、固定スクロール８の基板８ａの圧縮側吸入室３８よりも固定スクロール８の径方向で若干中心側には後述する圧縮側吐出孔４４が貫通して形成されている。圧縮側吐出孔４４の圧縮側吐出室３４に対する開口部には、冷媒中の潤滑油を分離するオイルセパレータ４５が装着されている。
　可動スクロール１０は、メインフレーム１４の台座部１４ｂにオルダムリング等の自転阻止機構４６を介して自転することなく公転旋回運動可能に支持されている。この自転阻止機構４６は台座部１４ｂに嵌挿され、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴い基板１０ａの基面１０ｂとは反対側の面である背面１０ｃに摺動可能に通接される。更に、可動スクロール１０の背面１０ｃには、偏心軸部３５が軸受部材５９を介して摺動且つ回動可能に嵌挿される円筒状の前述したボス５０が突設されている。尚、偏心軸部３５にはボス５０の外側に位置するバランスウエイト８０が一体に形成されている。
　ここで、実施形態のスクロールユニット１２は、圧縮機一体型膨張機において、一組の固定スクロール８及び可動スクロール１０によって冷媒の作動室としての圧縮部４と膨張部２との両方を形成可能な、いわゆる単板式スクロールユニットであり、クランク軸１６は、メインフレーム１４と共に可動スクロール１０を公転旋回運動可能に支持し、このクランク軸１６自体も回転駆動される。
　詳しくは、図２に示されるように、固定スクロール８の基面８ｂには、環状の中間仕切り壁（環状壁）５２と、環状の外側仕切り壁５４とが立設され、中間仕切り壁５２と外側仕切り壁５４との間には渦巻状の外側固定スクロールラップ（ラップ）５６、中間仕切り壁５２よりも中心側には渦巻状の内側固定スクロールラップ（ラップ）５８がそれぞれ立設されている。
　固定スクロール８の基板８ａには、前述した圧縮側吸入室３８が外側仕切り壁５４の若干内側の圧縮部４の外周端に形成され、中間仕切り壁５２の若干外側の圧縮部４の内周端に圧縮側吐出孔４４が形成されている。また、基板８ａには、前述した膨張側吐出室３２が中間仕切り壁５２の若干内側の膨張部２の外周端に形成され、前述した膨張側吸入室３０が膨張部２の内周端である中心部に形成されている。更に、基板８ａには、外側仕切り壁５４の若干外側に環状の油溝６０が形成され、油溝６０上に設けられた溝幅よりも大きい直径で所定の深さで座ぐり加工を施して形成した凹部の底面に前述した送油孔６２が形成されている。
　一方、図３に示されるように、可動スクロール１０の基面１０ｂには、外側固定スクロールラップ５６に噛合う渦巻状の外側可動スクロールラップ（ラップ）６４と、内側固定スクロールラップ５８に噛合う渦巻状の内側可動スクロールラップ（ラップ）６６とが相反する渦巻の方向で立設されている。また、可動スクロール１０の基板１０ａには、内側可動スクロールラップ（ラップ）６６の中心側の部分の内側には貫通孔６１が形成されている。この貫通孔６１の上端（一端）の入口は基面１０ｂにて開口し、膨張側吸入室３０に連通する。また、貫通孔６１の下端（他端）の出口は可動スクロール１０の公転旋回運動中、常に前記シールリング４８により仕切られた後述する背圧室６８の中心部６８ｂ側（シールリング４８の内側）にて開口する。
　上述したスクロールユニット１２によれば、中間仕切り壁５２よりも内側に膨張部２が形成され、中間仕切り壁５２と外側仕切り壁５４との間に圧縮部４が形成される。詳しくは、図１中にて実線矢印で示されるように、膨張側吸入管２４から吸入された冷媒は、膨張側吸入室３０を経て膨張部２に取り込まれ、各スクロール８、１０が互いに協働することによって各ラップ５８、６６間に形成された膨張室Ｅ（図４。作動室）にて膨張される。膨張室Ｅは、各スクロール８、１０の外周側に向けて移動しながらその容積が増大され、これに伴い可動スクロール１０が固定スクロール８の軸心周りに公転旋回運動される。可動スクロール１０の公転旋回運動に供した冷媒は、膨張側吐出室３２を経て膨張側吐出管２６を介しハウジング６外の冷凍サイクルＲＣに向けて吐出される。
　一方、圧縮側吸入管３６から吸入された冷媒は、圧縮側吸入室３８を経て圧縮部４に取り込まれ、上述した膨張室Ｅでの冷媒の膨張に伴い可動スクロール１０が固定スクロール８の軸心周りに公転旋回運動することにより、各スクロール８、１０が互いに協働することによって各ラップ５６、６４間に形成された圧縮室Ｐ（図４。作動室）にて圧縮される。圧縮室Ｐは、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴い各スクロール８、１０の中心に向けて移動しながらその容積が減少される。そして、圧縮室Ｐの容積の減少に伴い、高圧にされた冷媒は圧縮側吐出孔４４、圧縮側吐出室３４を経て圧縮側吐出管２８を介し、ハウジング６外の冷凍サイクルＲＣに向けて吐出される。
　更に、この過程において図１中にて点線矢印で示されるように、圧縮側吐出孔４４から圧縮側吐出室３４に吐出される冷媒は、オイルセパレータ４５を通過する際に冷媒中の潤滑油が分離される。冷媒から分離された潤滑油は固定スクロール８の基板８ａの外周面に形成される切欠部４７とメインフレーム１４の内周面との間に形成された油戻路６３を経て潤滑油室４０に貯留される。潤滑油室４０に貯留された潤滑油は、遠心力によって給油路４２を上昇し、シールリング４８外側のクランク軸１６の上端の偏心軸部３５の上面から吐出され、偏心軸部３５とボス５０を潤滑した後に、メインフレーム１４の台座部１４ｂと可動スクロール１０の背面１０ｃとの間に形成される背圧室６８に至る。
　（１－１）可動スクロール１０の背圧
　背圧室６８では、潤滑油によって自転阻止機構４６と台座部１４ｂ及び可動スクロール１０の背面１０ｃとの摺動部などが潤滑される。また、ハウジング６内は前述した如く圧縮側吐出孔４４から圧縮側吐出室３４に吐出された圧縮部４の吐出圧力に保たれているので、給油路４２を経てシールリング４８より外側、即ち、背圧室６８の外周部６８ａにはこの圧縮部４の吐出圧力に保たれた冷媒（作動流体）が潤滑油と共に供給される。従って、背圧室６８の外周部６８ａから可動スクロール１０は、圧縮部４の吐出圧力で固定スクロール８に対して押圧付勢されることになる。
　一方、可動スクロール１０の貫通孔６１からは、膨張側吸入管２４から膨張側吸入室３０に吸入された冷媒（後述する高段側の圧縮機７０で圧縮された高圧に保たれた冷媒）がシールリング４８より内側、即ち、背圧室６８の中心部６８ｂに供給される。従って、背圧室６８の中心部６８ｂから可動スクロール１０は、高段側の圧縮機７０で圧縮された高圧で固定スクロール８に対して押圧付勢されることになる。
　係る背圧室６８からの背圧により、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の円滑な公転旋回運動が可能となる。そして、スクロール型流体機械１では、膨張部２における冷媒の膨張エネルギーによってスクロールユニット１２が駆動され、このスクロールユニット１２の駆動力により、圧縮部４において冷媒を圧縮する。
　（１－２）貫通孔６１の開閉
　図４、図６は偏心軸部３５部分の構造を説明するために拡大したスクロールユニット１２部分の縦断側面図、図８は偏心軸部３５の拡大縦断側面図である。また、図５、図７は可動スクロール１０を透視した（貫通孔６１を実線で表示）偏心軸部３５の平面図を示している。また、図９は固定スクロール８及び可動スクロール１０の中心部の平断面図である（偏心軸部３５側（下側）から見た図）。
　前述したように、貫通孔６１の上端の入口は基面１０ｂにて開口しているが、この入口は、可動スクロール１０の公転旋回運動に応じて、固定スクロール８の内側固定スクロールラップ（ラップ）５８の先端により開閉される位置に配置されている。図４はラップ５８により開放された状態、図６は閉鎖された状態である。
　（１－３）シールリング４８の偏心配置
　一方、貫通孔６１の下端の出口は、シールリング４８で仕切られた背圧室６８の中心部６８ｂに対応して開口している。この場合、図５に示すシールリング４８の円（リング）の中心Ｘ１は、偏心軸部３５の軸心Ｘ２に一致しておらず、偏心配置されている。従って、偏心軸部３５の回転中、シールリング４８は可動スクロール１０に対して公転旋回することになる。他方、シールリング４８は背圧室６８を中心部６８ｂと外周部６８ａとに仕切るために可動スクロール１０の背面１０ｃに摺動可能に当接しているが、公転旋回することで、可動スクロール１０の同じリング状の位置にシールリング４８が当接することがなくなり、可動スクロール１０の背面１０ｃがシールリング４８によって摩耗し難くなる。
　このように、シールリング４８は可動スクロール１０に対して公転旋回するため、このシールリング４８に対する貫通孔６１の位置も可動スクロール１０の公転旋回運動中、変化することになるが、貫通孔６１の下端の出口は、必ずシールリング４８で仕切られた背圧室６８の中心部６８ｂに対応するように配置されている。
　（１－４）圧力逃がし路８１による連通
　また、偏心軸部３５に対応する位置の可動スクロール１０の背面１０ｃには、ラジアル方向に延在する溝７８が凹陥形成されており、この溝７８内に圧力逃がし路８１が構成される。図５は可動スクロール１０を透視してこの溝７８を表しているが、前述したようなシールリング４８の公転旋回により、その内側（偏心軸部３５の軸心側）の端部がシールリング４８により塞がれた状態（図４、図５）と、シールリング４８が溝７８を跨ぐ状態（図６、図７）とに変化する。
　シールリング４８が溝７８を跨いだ状態では、溝７８の内側の端部と外側の端部とが開放されるため、その内部の圧力逃がし路８１は背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａを連通する（図６、図７）。一方、シールリング４８により溝７８の内側の端部が塞がれると、圧力逃がし路８１は閉じられ、背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａとは非連通状態となる（図４、図５）。
　また、貫通孔６１と溝７８（圧力逃がし路８１）の位置関係は、図５、図７に示すように偏心軸部３５（軸心Ｘ２）に対するシールリング４８（中心Ｘ１）の偏心方向に延在する線Ｌ１上に配置されており、更に、固定スクロール８の内側固定スクロールラップ（ラップ）５８の先端により貫通孔６１の入口が開放された状態では、図５の如く溝７８の内側の端部がシールリング４８により塞がれ、背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａとが非連通状態となっており、ラップ５８の先端により貫通孔６１の入口が閉じられたとき、図７の如くシールリング４７が溝７８を跨いで、圧力逃がし路８１により背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａとが連通されるように構成されている。
　（１－５）膨張室Ｅの面積重心位置と背圧室６８の中心部６８ｂの面積重心位置
　次に、図８、図９においてＸ３は可動スクロール１０の旋回中心であり、クランク軸１６の軸心と固定スクロール８の内側固定スクロールラップ（ラップ）５８の渦巻きの基礎円中心に位置している。また、Ｘ４は可動スクロール１０の内側可動スクロールラップ（ラップ）６６の渦巻きの基礎円中心であり、旋回中心Ｘ３から偏心軸部３５の偏心方向にずれている。そして、旋回中心Ｘ３と可動スクロール１０のラップ６６の渦巻きの基礎円中心Ｘ４との間の距離が可動スクロール１０の旋回半径Ｒ１となる。
　そして、中心部の膨張室（図９にＥ１で示す中央室）とその外側の膨張室（図９にＥ２、Ｅ３で示す作動室）を合わせた面積重心の位置は、Ｇ１で示すように旋回中心Ｘ３から偏心軸部３５の偏心方向に、旋回半径Ｒ１の１／２ずれた位置になる。
　そこで、実施例ではシールリング４８で仕切られる背圧室６８の中心部６８ｂの中心位置Ｘ５（即ち、中心部６８の面積重心位置）を、図８に示すように、可動スクロール１０の旋回中心Ｘ３から、偏心軸部３５の偏心方向に、可動スクロール１０の旋回半径Ｒ１の１／２ずらしている。これにより、膨張部２の膨張室（中央室Ｅ１、作動室Ｅ２、作動室Ｅ３）の面積重心位置Ｇ１と、背圧室６８の中心部６８ｂの面積重心位置Ｘ５とが合致する。これにより、可動スクロール１０を転覆させようとするモーメントの発生を効果的に防止することができるようになる。
　（２）冷凍サイクルＲＣ
　次に、図１０は本発明のスクロール型流体機械１を用いた冷凍サイクルＲＣ（実施例）の冷媒回路図を示している。尚、この図では説明のため、スクロール型流体機械１の膨張部２と圧縮部４を分離して示している。スクロール型流体機械１の膨張部２で回収された動力で駆動される圧縮部４は、この冷凍サイクルＲＣにおいて低段側の圧縮機（低段側の圧縮部）を構成する。この圧縮部４の前述した圧縮側吐出管２８は、当該圧縮部４の後段に位置する高段側の圧縮機７０の電動機７０ｂで駆動される高段側の圧縮部７０ａに接続されている。
　この圧縮部７０ａの後段には、冷媒を冷却するガスクーラ７１が接続されており、ガスクーラ７１の出口と蒸発器７３の入口間に、スクロール型流体機械１の膨張部２と膨張弁７２が並列に接続されている。このガスクーラ７１からの冷媒は前述した膨張側吸入管２４から膨張部２の膨張側吸入室３０に取り込まれる。また、スクロール型流体機械１の膨張部２からは膨張側吐出管２６を介して冷媒が蒸発器７３に送られる。そして、この蒸発器７３から出た冷媒が圧縮側吸入管３６からスクロール型流体機械１の圧縮部４に吸い込まれる構成とされている。
　（３）冷凍サイクルＲＣの動作
　以上の構成で、次にスクロール型流体機械１を含む冷凍サイクルＲＣの動作を説明する。スクロール型流体機械１の膨張部２が駆動する低段側の圧縮部４で昇圧された中間圧の冷媒（二酸化炭素冷媒）は、圧縮側吐出管２８から高段側の圧縮機７０に送られ、電動機７０ｂで駆動される圧縮部７０ａによって更に昇圧され、高圧（超臨界）となる。この高圧の冷媒は超臨界状態のままガスクーラ７１で冷却された後、一部は膨張側吸入管２４からスクロール型流体機械１の膨張部２に取り込まれ、膨張減圧される。
　尚、残りの冷媒は膨張弁７２に送られて膨張減圧される。この膨張弁７２はスクロール型流体機械１の膨張部２を通過する冷媒の流量の調整、及び、起動時における差圧の確保のために設けられているものである。
　膨張部２において冷媒が等エントロピ的に膨張することによって可動スクロール１０が公転旋回運動し、動力が回収される。この可動スクロール１０の公転旋回運動によって圧縮部４が低段側の圧縮機として作動することになる。膨張部２で膨張した冷媒は、蒸発器７３で加熱された後（或いは、それによって対象を冷却）、圧縮側吸入管３６より再びスクロール型流体機械１の圧縮部４に吸引される。
　図１４は、係る冷凍サイクルＲＣのｐ－ｈ線図を示している。この図に示すように、ガスクーラ７１で熱交換することによって、点Ｄから点Ｃまで冷却された冷媒は、スクロール型流体機械１の膨張部２で等エントロピ的に膨張することによって、液相線ＬＬを超えて湿り蒸気領域に入り、点Ｂとなる。膨張後、蒸発器７３で熱交換され、点Ｂから点Ａまで加熱された冷媒は、スクロール型流体機械１の圧縮部４で点Ａから点Ａ１まで圧縮された後、高段側の圧縮機７０の圧縮部７０ａで点Ａ１から点Ｄまで圧縮される。
　このように、高段側の圧縮機７０の圧縮部７０ａで冷凍サイクルＲＣの圧縮過程の一部（高段側）を担い、スクロール型流体機械１の圧縮部４で圧縮過程の残り（低段側）を担う。圧縮部４におけるエンタルピ差ｈＡ１－ｈＡ分の圧縮動力は、膨張部２における回収動力によって賄われることになる。
　（３－１）背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａの背圧
　次に、図１１～図１３を参照しながら、スクロール型流体機械１の可動スクロール１０の背圧制御について説明する。前述したように、シールリング４８によって仕切られた背圧室６８の外周部６８ａには、圧縮部４の吐出圧力（前述した中間圧）に保たれた冷媒が供給される。一方、シールリング４８によって仕切られた背圧室６８の中心部６８ｂには、高段側の圧縮機７０の圧縮部７０ａで圧縮された高圧に保たれた冷媒が貫通孔６１から供給される。これにより、背圧室６８の外周部６８ａから圧縮部４の吐出圧力で、また、中心部６８ｂからは高段側の圧縮機７０で圧縮された高圧で、可動スクロール１０は固定スクロール８に対して押圧付勢される。
　ここで、前述したように、可動スクロール１０の基面１０ｂの中心部には、高段側の圧縮機７０の吐出圧力が加わり、外側に向かうに従って圧力が低下し、膨張していく。この圧力を図１１に矢印で示す（この図において、矢印の長さは同様に圧力の大きさを示している）。一方、背圧室６８においてはその中心部６８ｂに高段側の圧縮機７０の吐出圧力（高圧）に保たれた冷媒が供給され、外周部６８ａには圧縮部４の吐出圧力（中間圧）に保たれた冷媒が供給される。
　これにより、図１１に示すように可動スクロール１０を固定スクロール８から引き離そうとする力（図１１の上側に示す基面１０ｂに加わる力）と、それに対抗して可動スクロール１０を固定スクロール８に押し付ける力（図１１の下側に示す背圧）とが、可動スクロール１０の略全域において略一致するかたちとなり、効率の低下を防止しながら、可動スクロール１０の基板１０ａが撓んでしまう不都合を解消することができるようになる。
　（３－２）背圧の調整
　また、前述したように膨張部２における膨張過程での圧力変化の特性は、膨張部２に吸い込まれる冷媒（作動流体）の温度によって異なって来る。即ち、膨張部２の入口における冷媒の温度が高い場合、図１１の上側に示すように膨張過程の圧力の低下が緩慢となるため、可動スクロール１０を固定スクロール８から引き離そうとする力は大きくなる。しかしながら、膨張によって回収される動力も大きくなるため、圧縮部４における仕事量も増大するため、圧縮部４の吐出圧力も高くなる。
　逆に、膨張部２の入口における冷媒の温度が低い場合には、図１２の上側に示すように膨張過程の圧力は膨張初期に急激に低下するため、可動スクロール１０を固定スクロール８から引き離そうとする力は小さくなる。そして、膨張によって回収される動力も小さくなるため、圧縮部４における仕事量も減少し、圧縮部４の吐出圧力も低下する。
　一方、本発明では可動スクロール０１の背面側に形成された背圧室６８をシールリング４８により中心部６８ｂと外周部６８ａとに仕切り、背圧室６８の中心部６８ｂに高段側の圧縮機７０で圧縮された高圧に保たれた冷媒を供給し、背圧室６８の外周部６８ａには低段側の圧縮部４の吐出圧力に保たれた冷媒を供給しているので、膨張部２の入口における冷媒の温度が高い場合は圧縮部４の仕事量が増大し、その吐出圧力も高くなって背圧室６８の外周部６８ａに供給される圧力は上昇し、膨張部２の入口における冷媒の温度が低い場合は圧縮部４の仕事量が減少し、その吐出圧力も低くなって背圧室６８の外周部６８ａに供給される圧力も低下することになる。
　即ち、膨張部２の入口における冷媒の温度が高く、可動スクロール１０を固定スクロール８から引き離そうとする力が大きくなるときは、背圧室６８の外周部６８ａに供給される圧力が上昇し、膨張部２の入口における冷媒の温度が低く、可動スクロール１０を固定スクロール８から引き離そうとする力が小さくなるときは、背圧室６８の外周部６８ａに供給される圧力も低下するようになり、図１１、図１２の上側と下側の矢印で示す力を、自動的にバランスさせることが可能となる。
　これにより、別途複雑な調整装置等を設けることなく、可動スクロール１０に背圧を適切に印加して高効率な運転を実現することが可能となる。これは実施例のような膨張部２と圧縮部４とが一体化された単板式のスクロール型流体機械１において、二酸化炭素を冷媒として使用する場合に特に有効である。
　また、実施例ではシールリング４８を偏心軸部３５の上面（端面）に設けて可動スクロール１０の背面に摺動可能に当接させ、この可動スクロール１０に形成した貫通孔６１により、高圧に保たれた冷媒を背圧室６８の中心部６８ｂに供給しているので、背圧室６８に高圧を供給する構造を著しく簡素化することが可能となる。
　（３－３）貫通孔６１の閉鎖と圧力逃がし路８１の開放
　また、前述した如く貫通孔６１の上端の入口は、可動スクロール１０の公転旋回運動に応じて、固定スクロール８の内側固定スクロールラップ（ラップ）５８の先端により開閉される。この開閉のタイミングについて、前述した図９を参照しながら説明する。図９は一回の膨張過程において、可動スクロール１０がクランク角１５０°程の角度に旋回した位置を示している。このとき、各ラップ５８、６６間に形成される膨張室Ｅのうち、中心部の膨張室Ｅ（図９の中央室Ｅ１）には、膨張側吸入管２４から膨張側吸入室３０に吸入された高段側の圧縮機７０で圧縮されて高圧に保たれた冷媒が流入する。
　その後、中央室Ｅ１の容積が拡大していき、クランク角０°付近で外側の膨張室Ｅ（図９の作動室Ｅ２、Ｅ３）が分離される。分離された後、作動室Ｅ２、Ｅ３は更に容積が拡大するため、作動室Ｅ２、Ｅ３内の冷媒は膨張していき、その圧力は急速に低下していく。前述した図１７、図１８における高圧の部分はこの中央室Ｅ１の圧力であり、クランク角０°付近から急激に低下するのは、中央室から分離された後の作動室Ｅ２、Ｅ３の圧力を示している。
　ラップ５８は或る膨張過程において、中央室Ｅ１から作動室Ｅ２、Ｅ３が分離される前の段階では、貫通孔６１の入口を開放している。そして、クランク角０°付近で中央室Ｅ１から作動室Ｅ２、Ｅ３が分離され、それらの内部の冷媒が膨張し始めて図１４の液相線ＬＬを超え、湿り蒸気領域となった後、クランク角とすると２４°付近でラップ５８が貫通孔６１の入口を閉じ、その後、クランク角２３０°付近で再度開くように、貫通孔６１は配置されている。
　ここで、図２１中のＬ２は可動スクロール１０の旋回角度（クランク角）に対する可動スクロール１０に加わる軸方向の力の変化を示しており、これは可動スクロール１０の中心部を固定スクロール８から引き離そうとする引き離し力である。この引き離し力は、最大となるクランク角０°から１１°程にかけて急激に低下し、その後徐々に上昇していって、３６０°（次の０°）で最大となる変化を示す。これは中央室Ｅ１と各作動室Ｅ２、Ｅ３内の冷媒の圧力から生じる力の合計であるため、このように変化することになる。
　これに対して、ラップ５８は、クランク角２４°付近までは貫通孔６１の入口を開いており、圧力逃がし路８１は背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａを連通しない。従って、中心部６８ｂには貫通孔６１から高圧の冷媒が流入し、可動スクロール１０の中心部が固定スクロール８に押し付けられる押付力は高圧となる。その後、冷媒が液相線ＬＬを超えて湿り蒸気領域となった後、貫通孔６１の入口はラップ５８で閉じられ、シールリング４８が溝７８を跨ぐため、圧力逃がし路８１は背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａとを連通する。
　これにより、図２１に実線Ｌ３で示すように背圧室６８の中心部６８ｂから可動スクロール１０の中心部が固定スクロール８に押し付けられる押付力は圧縮部４の吐出圧力まで下げられる。その後、引き離し力Ｌ２の上昇に伴い、クランク角２３０°付近でラップ５８は貫通孔６１の入口を開き、圧力逃がし路８１は中心部６８ｂと外周部６８ａとを連通しなくなるので、中心部６８ｂからの押付力は高圧に戻される。
　これにより、可動スクロール１０の中心部に対する引き離し力が大きくなるクランク角では貫通孔６１の入口を開放させておいて背圧室６８の中心部６８ｂに高圧を供給し、中心部６８ｂと外周部６８ａを連通させずに、可動スクロール１０の中心部を引き離そうとする引き離し力に対抗し、引き離し力が減少するクランク角では、貫通孔６１の入口を固定スクロール８の内側固定スクロールラップ５８により閉じて高圧の供給を停止し、中心部６８ｂと外周部６８ａを連通させて、可動スクロール１０全体において背圧を圧縮部４の吐出圧力まで下げることができる。
　この状態が図１３に示されている。このように、可動スクロール１０の中心部を引き離そうとする引き離し力Ｌ２の低下に合わせて中心部６８ｂへの高圧の供給を停止し、中心部６８ｂと外周部６８ａを連通することにより、可動スクロール１０の中心部への過剰な背圧印加（図２１に破線Ｌ４で示す）による固定スクロール８への可動スクロール１０の過剰な押付力の発生を回避し（Ｌ３）、運転効率の低下を防止することが可能となる。
　特に、貫通孔６１の入口を、膨張室Ｅ内の冷媒が液相線ＬＬを越えて湿り蒸気領域となった後に閉じるようにしているので、確実に可動スクロール１０の中心部への引き離し力Ｌ２が小さくなった後に、中心部の背圧を下げることができるようになり、的確なタイミングで背圧室６８の中心部６８ｂへの高圧印加を停止することができるようになる。
　また、貫通孔６１の入口が閉じられたとき、シールリング４８が溝７８を跨ぐため、圧力逃がし路８１は背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａとを連通するので、背圧室６８の中心部６８ｂへの高圧印加を停止したことに合わせて中心部６８ｂと外周部６８ａが連通され、図１３の下側の矢印で示すように、背圧は可動スクロール１０の全域において圧縮部４の吐出圧力まで下げられる。これにより、可動スクロール１０の中心部の引き離し力Ｌ２が急激に低下するのに合わせて、背圧室６８の圧力を中心部６８ｂと外周部６８ａで均一化し、過剰な押し付け力の発生を確実に防止することができるようになる。
　また、実施例では可動スクロール１０の背面１０ｃに形成された溝７８内に圧力逃がし路８１を構成し、シールリング４８が溝７８の内側の端部を塞いでいる状態で背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａを非連通状態とし、シールリング４８が溝７８を跨ぐことで溝７８の両端部を開放し、圧力逃がし路８１によって背圧室６８の中心部６８ｂと外周部６８ａとを連通するように構成したので、構造の著しい簡素化を図ることが可能となる。
　尚、実施例では所謂単板式の圧縮機一体型スクロール膨張機をスクロール型流体機械の例に採り上げて本発明を適用したが、請求項１の発明ではそれに限らず、膨張部と圧縮部とが駆動軸によって連結されたかたちのスクロール型流体機械にも本発明は有効である。
　１　スクロール型流体機械
　２　膨張部
　４　圧縮部（低段側）
　８　固定スクロール
　１０　可動スクロール
　１２　スクロールユニット
　１６　クランク軸
　３５　偏心軸部
　４２　給油路
　４８　シールリング（シール部材）
　５０　ボス
　５８　内側固定スクロールラップ
　６１　貫通孔
　６８　背圧室
　６８ａ　外周部
　６８ｂ　中心部
　７０　圧縮機（高段側）
　７８　溝
　８１　圧力逃がし路
　Ｅ　膨張室
　Ｐ　圧縮室
　ＲＣ　冷凍サイクル

Claims (10)

  1. 　各基板の各基面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定スクロール及び可動スクロールから構成され、両スクロールの前記各ラップ間に形成された膨張室で作動流体を膨張させることにより、前記可動スクロールを公転旋回運動させて動力を回収する膨張部と、該膨張部で回収された動力で前記作動流体を圧縮する低段側の圧縮部とを備え、高段側の圧縮機で圧縮された高圧の前記作動流体を前記膨張部の中心部より吸入するスクロール流体機械において、
    　前記可動スクロールの背面側に形成された背圧室と、
    　該背圧室を中心部と外周部とに仕切るシール部材とを備え、
    　前記背圧室の中心部に前記高圧に保たれた前記作動流体を供給し、前記背圧室の外周部には前記圧縮部の吐出圧力に保たれた前記作動流体を供給することを特徴とするスクロール型流体機械。
  2. 　前記圧縮部は、前記膨張部の外側における前記両スクロールの前記各ラップ間に形成された圧縮室で前記作動流体を圧縮することを特徴とする請求項１に記載のスクロール型流体機械。
  3. 　可動スクロールの背面側より突出するボスと、クランク軸と、該クランク軸の端部に形成され、前記ボスに摺動且つ回転可能に嵌挿された偏心軸部とを備え、
    　前記シール部材を前記偏心軸部の端面に設けて前記可動スクロールの背面に摺動可能に当接させ、該可動スクロールに形成した貫通孔により前記高圧に保たれた作動流体を前記背圧室の中心部に供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクロール型流体機械。
  4. 　前記可動スクロールの旋回運動に応じて、前記固定スクロールのラップにより前記貫通孔の入口が開閉されることを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載のスクロール型流体機械。
  5. 　前記貫通孔の入口は、前記膨張室内の作動流体が液相線を越えて湿り蒸気領域となった後に閉じられるよう構成したことを特徴とする請求項４に記載のスクロール型流体機械。
  6. 　前記貫通孔の入口が閉じられたとき、前記背圧室の中心部と外周部とを連通する圧力逃がし路を備えたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のスクロール型流体機械。
  7. 　前記可動スクロールの背面に形成された溝により前記圧力逃がし路を構成し、前記シール部材が前記溝の端部を塞いでいる状態では前記背圧室の中心部と外周部は非連通状態となり、前記シール部材が前記溝を跨ぐことで前記溝の両端部が開放され、前記背圧室の中心部と外周部が連通されるよう構成したことを特徴とする請求項６に記載のスクロール型流体機械。
  8. 　前記シール部材はリング状を成し、前記偏心軸部の端面に偏心配置されていることを特徴とする請求項３乃至請求項７のうちの何れかに記載のスクロール型流体機械。
  9. 　前記シール部材で仕切られる前記背圧室の中心部を、前記可動スクロールの旋回中心から、前記偏心軸部の偏心方向に、前記可動スクロールの旋回半径の１／２ずらしたことを特徴とする請求項３乃至請求項８のうちの何れかに記載のスクロール型流体機械。
  10. 　前記作動流体として二酸化炭素を使用したことを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちの何れかに記載のスクロール型流体機械。
PCT/JP2014/082668 2013-12-11 2014-12-10 スクロール型流体機械 Ceased WO2015087908A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112014005641.3T DE112014005641T5 (de) 2013-12-11 2014-12-10 Schneckentyp-Fluidmaschine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013256091A JP6241605B2 (ja) 2013-12-11 2013-12-11 スクロール型流体機械
JP2013-256091 2013-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015087908A1 true WO2015087908A1 (ja) 2015-06-18

Family

ID=53371209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/082668 Ceased WO2015087908A1 (ja) 2013-12-11 2014-12-10 スクロール型流体機械

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6241605B2 (ja)
DE (1) DE112014005641T5 (ja)
WO (1) WO2015087908A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017043471A1 (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 サンデンホールディングス株式会社 スクロール型流体機械及びそれを用いた冷凍装置
CN108386355A (zh) * 2018-05-04 2018-08-10 江西氟斯新能源科技有限公司 一种无油涡旋空气压缩机
CN110185615A (zh) * 2019-04-29 2019-08-30 苏州为山之环境技术有限公司 具有消音结构的密封组件且与横隔板固定的涡旋压缩机
CN112963354A (zh) * 2021-04-22 2021-06-15 重庆超力高科技股份有限公司 动涡盘、背压结构和二氧化碳压缩机
CN116044753A (zh) * 2023-01-05 2023-05-02 珠海格力电器股份有限公司 动涡盘组件及具有其的涡旋压缩机

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101612419B1 (ko) * 2015-09-18 2016-04-19 윤진목 공전 스크롤 롤링 지지구를 구비한 스크롤 유체기계
CN107575380B (zh) * 2016-07-05 2020-05-05 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 涡旋压缩机
JP2019023439A (ja) * 2017-07-24 2019-02-14 サンデン・オートモーティブコンポーネント株式会社 スクロール型流体機械
JP6711331B2 (ja) * 2017-08-11 2020-06-17 株式会社Ｓｏｋｅｎ スクロール圧縮機
JP7233935B2 (ja) * 2019-01-16 2023-03-07 サンデン株式会社 スクロール型流体機械
KR102630535B1 (ko) * 2022-03-03 2024-01-29 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030150223A1 (en) * 2002-02-13 2003-08-14 Yan Tang Scroll expressor
JP2003307188A (ja) * 2002-04-12 2003-10-31 Anest Iwata Corp 圧縮部と膨張部を備えたスクロール式流体機械
JP2010133260A (ja) * 2008-12-02 2010-06-17 Sanden Corp スクロール型流体機械
WO2012029203A1 (ja) * 2010-09-02 2012-03-08 三菱電機株式会社 膨張機および冷凍サイクル装置
JP2012052527A (ja) * 2010-08-04 2012-03-15 Sanden Corp スクロール型流体機械

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2522932A1 (en) * 2010-01-07 2012-11-14 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycling device and expander installed in same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030150223A1 (en) * 2002-02-13 2003-08-14 Yan Tang Scroll expressor
JP2003307188A (ja) * 2002-04-12 2003-10-31 Anest Iwata Corp 圧縮部と膨張部を備えたスクロール式流体機械
JP2010133260A (ja) * 2008-12-02 2010-06-17 Sanden Corp スクロール型流体機械
JP2012052527A (ja) * 2010-08-04 2012-03-15 Sanden Corp スクロール型流体機械
WO2012029203A1 (ja) * 2010-09-02 2012-03-08 三菱電機株式会社 膨張機および冷凍サイクル装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017043471A1 (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 サンデンホールディングス株式会社 スクロール型流体機械及びそれを用いた冷凍装置
CN108386355A (zh) * 2018-05-04 2018-08-10 江西氟斯新能源科技有限公司 一种无油涡旋空气压缩机
CN110185615A (zh) * 2019-04-29 2019-08-30 苏州为山之环境技术有限公司 具有消音结构的密封组件且与横隔板固定的涡旋压缩机
CN110185615B (zh) * 2019-04-29 2024-05-10 苏州为山之环境技术有限公司 具有消音结构的密封组件且与横隔板固定的涡旋压缩机
CN112963354A (zh) * 2021-04-22 2021-06-15 重庆超力高科技股份有限公司 动涡盘、背压结构和二氧化碳压缩机
CN116044753A (zh) * 2023-01-05 2023-05-02 珠海格力电器股份有限公司 动涡盘组件及具有其的涡旋压缩机

Also Published As

Publication number Publication date
JP6241605B2 (ja) 2017-12-06
JP2015113760A (ja) 2015-06-22
DE112014005641T5 (de) 2016-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6241605B2 (ja) スクロール型流体機械
KR100840048B1 (ko) 용적형 유체 기계
JP6302813B2 (ja) スクロール圧縮機及びこれを用いた冷凍サイクル装置
JPWO2008139667A1 (ja) 冷凍サイクル装置及びそれに用いる流体機械
JP4866887B2 (ja) スクロール圧縮機
JP2012188978A (ja) スクロール圧縮機
JP2004190559A (ja) 容積型膨張機及び流体機械
WO2011019021A1 (ja) スクロール型流体機械
CN114026328A (zh) 涡旋压缩机及使用了该涡旋压缩机的空调机
JP4584306B2 (ja) スクロール膨張機
US8690555B2 (en) Two-stage rotary expander, expander-compressor unit, and refrigeration cycle apparatus
KR102565824B1 (ko) 스크롤 압축기
WO2017043471A1 (ja) スクロール型流体機械及びそれを用いた冷凍装置
JP5771739B2 (ja) スクロール圧縮機
CN102395759A (zh) 流体机械及制冷循环装置
JP6393115B2 (ja) スクロール型流体機械
JP6393116B2 (ja) スクロール型流体機械
JP2012241680A (ja) スクロール圧縮機
JP2010138749A (ja) スクロール型流体機械
JP2015165116A (ja) スクロール型圧縮機
JP7702647B2 (ja) スクロール圧縮機
JP7486085B2 (ja) スクロール圧縮機及び機器
JP4888222B2 (ja) 流体機械およびそれを備えた冷凍サイクル装置
WO2016031278A1 (ja) スクロール型流体機械及びそれを用いた冷凍装置
JP5270993B2 (ja) スクロール型流体機械

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14869445

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112014005641

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14869445

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1