JP7377895B2 - スクロール圧縮機及びスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、またスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法に関する。
本発明によるスクロール圧縮機は、ベースプレート、固定子のベースプレートから延びるスクロール形に形成された壁、及び少なくとも1つの出口を有する不動の固定子と、ベースプレート及びオービターのベースプレートから延びるスクロール形に形成された壁を有する可動のオービターとを含む。ベースプレートは、固定子の壁とオービターの壁とが互いに噛み合って閉鎖された作業チャンバーが形成されるように、互いに対して配置されている。オービターの運動、特に回転運動によって作業チャンバーの体積及び位置が変更される。
-ギャップの各流動断面積は、端部チャンバー内の圧力の最適の調整が保証されるように形成され、可変内部ギャップは、端部チャンバー間の流体の意図的流れが保証されるように、従来技術と比較して相応する領域でのスクロールの間隔を増加させ、
-特に相違するインボリュート角度に形成されたスクロールで、2つの圧縮経路の2つの端部チャンバー間の均一で連続的な圧力均等化、又は中間チャンバー内の過圧形成の減少若しくは防止が行われ、同じ圧力を得るための特性が向上し、
-端部チャンバー間の圧力均等化は、回転角又は圧縮サイクル時間によって調整及び制御され、それによって、
-オービターの振動及び加速が最小化するか又は防止されて、圧縮機のNVH挙動が改善され、
-例えば、スクロール、特にオービターのコーティングに関連して、そして鋳造の工程段階内で装置が簡単且つ低コストで製造されて、前記壁と前記ベースプレート間の履行部(transition)及び残りのクロール幾何構造を有する前記壁の内側端部に潜在的段階(potentially phases)が形成されることによって、工具が交換される必要がないか、追加処理段階を要せず、例えば、切開部の別途製造で発生し得る鋭い角に関連する危険がない。
も形成される。
2 ハウジング
3 固定子(固定スクロール)
3a、4a ベースプレート
3b、4b (スクロール形の)壁
4 オービター(可動スクロール)
4c 内側端部
5 作業チャンバー
5-0 中間チャンバー(作業チャンバー)
5-1 (第1)端部チャンバー(作業チャンバー)
5-2 (第2)端部チャンバー(作業チャンバー)
6 出口
7 第1セクション
8 第2セクション
Claims (16)
- ガス流体の圧縮装置としてのスクロール圧縮機(1)であって、
ベースプレート(3a)、前記ベースプレート(3a)から延びるスクロール形に形成された壁(3b)、及び少なくとも1つの出口(6)を有する不動の固定子(3)と、
ベースプレート(4a)及び前記ベースプレート(4a)から延びるスクロール形に形成された壁(4b)を有する可動のオービター(4)と、を含み、
前記ベースプレート(3a、4a)は、前記固定子(3)の前記壁(3b)と前記オービター(4)の前記壁(4b)とが互いに噛み合って閉鎖された作業チャンバー(5、5-0、5-1、5-2)が形成されるように、互いに対して配置されて、前記オービター(4)の回転運動によって前記作業チャンバー(5、5-0、5-1、5-2)の体積及び位置が変更され、
前記壁(3b、4b)は、前記オービター(4)の回転角によって前記少なくとも1つの出口(6)の領域で圧縮経路の第1端部チャンバー(5-1)及び第2端部チャンバー(5-2)が形成され、そして前記壁(3b、4b)の内側端部(3c、4c)で前記端部チャンバー(5-1、5-2)間に配置された中間チャンバー(5-0)が形成されるように設計されて、前記内側端部(3c、4c)の領域で少なくとも1つの壁(3b、4b)は前記壁(3b、4b)間のギャップが前記中間チャンバー(5-0)から少なくとも1つの端部チャンバー(5-1、5-2)への流動経路として形成されるように設計されて、
前記流動経路の開度(degree of opening)は前記オービター(4)の回転角に依存し、115°の回転角における前記端部チャンバー(5-1、5-2)間の流動経路の流動断面積に対する比率として定義され、
前記少なくとも1つの壁(3b、4b)は、前記中間チャンバー(5-0)の体積を拡大させるように、前記第1端部チャンバー(5-1)と前記中間チャンバー(5-0)との間の連結部としての第1セクション(7)と第2端部チャンバー(5-2)と中間チャンバー(5-0)との間の連結部としての第2セクション(8)との間の前記内側端部(3c、4c)の領域で減少された壁の厚さを有するように形成され、
前記少なくとも1つの壁(3b、4b)の前記内側端部(3c、4c)は3つの相違する半径(R1、R2、R3)を有することを特徴とするスクロール圧縮機。 - 前記オービター(4)の回転角によって、前記固定子(3)の前記壁(3b)の前記内側端部(3c)は前記オービター(4)の前記壁(4b)に、そして前記オービター(4)の前記壁(4b)の前記内側端部(4c)は前記固定子(3)の前記壁(3b)に前記中間チャンバー(5-0)を密封する方式で接触して配置されることを特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
- 前記オービター(4)の回転角によって、前記壁(3b、4b)間に前記中間チャンバー(5-0)から前記第1端部チャンバー(5-1)への流動経路としてのギャップ及び/又は前記中間チャンバー(5-0)から前記第2端部チャンバー(5-2)への流動経路としてのギャップが形成されて、前記流動経路の開度(degree of opening)はそれぞれ前記オービター(4)の回転角に依存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圧縮機。
- 前記オービター(4)の回転角によって、前記壁(3b、4b)間に前記第1端部チャンバー(5-1)から前記第2端部チャンバー(5-2)への流動経路としてのギャップが形成されて、前記流動経路の開度は前記オービター(4)の回転角に依存することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
- 前記少なくとも1つの壁(3b、4b)は、前記壁(3b、4b)の厚さが前記第1端部チャンバー(5-1)と前記中間チャンバー(5-0)との間の連結部としての第1セクション(7)から、第2端部チャンバー(5-2)と中間チャンバー(5-0)との間の連結部としての第2セクション(8)に向かって移動しながら連続的に小さくなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
- 前記少なくとも1つの壁(3b、4b)は、前記壁(3b、4b)の高さにわたって一定の壁の厚さを有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
- 前記オービター(4)の前記壁(4b)は前記内側端部(4c)の領域で、前記固定子(3)の前記壁(3b)と前記オービター(4)の前記壁(4b)との間のギャップが前記中間チャンバー(5-0)から前記少なくとも1つの端部チャンバー(5-1、5-2)への流動経路として形成されるように設計されることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
- 前記固定子(3)の前記壁(3b)は前記内側端部(3c)の領域で、前記固定子(3)の前記壁(3b)と前記オービター(4)の前記壁(4b)との間のギャップが前記中間チャンバー(5-0)から前記少なくとも1つの端部チャンバー(5-1、5-2)への流動経路として形成されるように設計されることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
- 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法であって、
回転角の特定範囲での固定子(3)とオービター(4)の配置時、壁(3b、4b)間に中間チャンバー(5-0)から少なくとも1つの端部チャンバー(5-1、5-2)への流動経路としてギャップが開放されて、その開度は前記オービター(4)の回転角に依存して、前記中間チャンバー(5-0)は0°の回転角での固定子(3)とオービター(4)の配置時に閉鎖されることを特徴とするスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法。 - 前記中間チャンバー(5-0)から前記少なくとも1つの端部チャンバー(5-1、5-2)への前記流動経路は0°乃至60°よりも大きい回転角の範囲で開放されることを特徴とする請求項9に記載のスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法。
- 20°の範囲の回転角での固定子(3)とオービター(4)の配置時、前記中間チャンバー(5-0)と1つの端部チャンバー(5-1、5-2)との間に開放されたギャップが形成されて、前記中間チャンバー(5-0)と前記端部チャンバー(5-1、5-2)間の流動経路は、115°の回転角での固定子(3)とオービター(4)の配置時における端部チャンバー(5-1、5-2)間の流動経路の流動断面積を有する場合を開度100%とした時に、20%の開度を有することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法。
- 30°の範囲の回転角での固定子(3)とオービター(4)の配置時、前記中間チャンバー(5-0)と第1端部チャンバー(5-1)との間に、そして前記中間チャンバー(5-0)と第2端部チャンバー(5-2)との間に、開放されたギャップが形成されることを特徴とする請求項9乃至請求項11のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法。
- 前記中間チャンバー(5-0)と1つの端部チャンバー(5-1、5-2)との間の流動経路は40%の開度を有することを特徴とする請求項12に記載のスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法。
- 60°の範囲の回転角での固定子(3)とオービター(4)の配置時、前記中間チャンバー(5-0)と前記第1端部チャンバー(5-1)間に、そして前記中間チャンバー(5-0)と前記第2端部チャンバー(5-2)間にギャップが形成されることにより、圧縮された流体が端部チャンバー(5-1、5-2)間を流れることを特徴とする請求項9乃至請求項13のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法。
- 30°よりも大きい範囲内の回転角での固定子(3)とオービター(4)の配置時、前記端部チャンバー(5-1、5-2)間の流動経路は持続的に開放されて、115°の回転角で完全に開放されることを特徴とする請求項9乃至請求項14のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機でガス流体を圧縮する方法。
- ガス流体の圧縮装置としてのスクロール圧縮機(1)であって、
ベースプレート(3a)、前記ベースプレート(3a)から延びるスクロール形に形成された壁(3b)、及び少なくとも1つの出口(6)を有する不動の固定子(3)と、
ベースプレート(4a)及び前記ベースプレート(4a)から延びるスクロール形に形成された壁(4b)を有する可動のオービター(4)と、を含み、
前記ベースプレート(3a、4a)は、前記固定子(3)の前記壁(3b)と前記オービター(4)の前記壁(4b)とが互いに噛み合って閉鎖された作業チャンバー(5、5-0、5-1、5-2)が形成されるように、互いに対して配置されて、前記オービター(4)の回転運動によって前記作業チャンバー(5、5-0、5-1、5-2)の体積及び位置が変更され、
前記壁(3b、4b)は、前記オービター(4)の回転角によって前記少なくとも1つの出口(6)の領域で圧縮経路の第1端部チャンバー(5-1)及び第2端部チャンバー(5-2)が形成され、そして前記壁(3b、4b)の内側端部(3c、4c)で前記端部チャンバー(5-1、5-2)間に配置された中間チャンバー(5-0)が形成されるように設計されて、前記内側端部(3c、4c)の領域で少なくとも1つの壁(3b、4b)は前記壁(3b、4b)間のギャップが前記中間チャンバー(5-0)から少なくとも1つの端部チャンバー(5-1、5-2)への流動経路として、または前記第1端部チャンバー(5-1)から前記第2端部チャンバー(5-2)への流動経路として形成されるように設計されて、
前記それぞれの流動経路の開度(degree of opening)は前記オービター(4)の回転角に依存し、115°の回転角における前記端部チャンバー(5-1、5-2)間の流動経路の流動断面積に対する比率として定義され、
前記オービター(4)の回転角が増加することによって、前記中間チャンバー(5-0)から少なくとも1つの端部チャンバー(5-1、5-2)への流動経路の開度は0から最大で開放され、前記第1端部チャンバー(5-1)から前記第2端部チャンバー(5-2)への流動経路の開度は前記中間チャンバー(5-0)から少なくとも1つの端部チャンバー(5-1、5-2)への流動経路の開度が最大である時から漸進的に増加することを特徴とするスクロール圧縮機。
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