JPH0643513Y2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JPH0643513Y2
JPH0643513Y2 JP1986126142U JP12614286U JPH0643513Y2 JP H0643513 Y2 JPH0643513 Y2 JP H0643513Y2 JP 1986126142 U JP1986126142 U JP 1986126142U JP 12614286 U JP12614286 U JP 12614286U JP H0643513 Y2 JPH0643513 Y2 JP H0643513Y2
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JP1986126142U
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JPS6331276U (ja
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尚宏 前田
利之 中村
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、空気圧縮機或いは冷媒圧縮機などに用いるス
クロール圧縮機に関し、更に詳細には該スクロール圧縮
機のスクロール側板の軸方向形状に関する。
〔従来の技術〕
従来、スクロール圧縮機は基本的には第4図に示される
ように構成されていた。第4図において、1は固定スク
ロール、2は揺動スクロール、1aは吐出口、Pは圧縮
室、Oは固定スクロール1上の定点、O′は揺動スクロ
ール2上の定点である。固定スクロール1および揺動ス
クロール2において、第5図に示されるようにそれぞれ
台板上には巻き方向が反対で同一形状の渦巻側板101,20
1が一体に形成され、第4図および第5図に示されるよ
うに互いに組み合わさり、且つ各B点で渦巻側板101,20
1は互いにその軸方向側面を接している。この渦巻側板1
01,201の形状は、従来から知られている如く、インボリ
ユート曲線等で形成されている。
次に、このスクロール圧縮機の動作について説明する。
第4図において、固定スクロール1は空間に対して静止
しており、揺動スクロール2は、固定スクロール1と図
の如く組み合わされて、その姿勢を空間に対して、変化
させないで回転運動を行ない、第4図(a)〜第4図
(d)の如く0°,90°,180°,270°のように運動す
る。揺動スクロール2の運動に伴い前記各B点は中心に
向つて移動し、固定スクロール渦巻側板101及び揺動ス
クロール渦巻側板201の間に形成される三日月状の圧縮
室Pは順次その容積を減じこの圧縮室Pに取り込まれた
気体は圧縮されて吐出口1aから吐出される。この間各ス
クロールの定点O〜O′の距離は一定に保持されており
渦巻側板101,201の間隙をZ、厚みをtで表わせば、O
O′=Z/2−tとなつている。Zは渦巻側板101,201のピ
ツチに相当している。
このような、作動原理によつて作動するスクロール圧縮
機の具体的な構成を第5図によつて説明する。第5図は
例えば特開昭60-24330号公報に開示された例を示すが、
図中1は固定スクロール、2は揺動スクロール、1aは吐
出口、Pは圧縮室、1bは吸入口、3は主軸、4はフレー
ムである。また、符号101,201は固定スクロール1及び
揺動スクロール2のそれぞれ渦巻側板、102,202は固定
スクロール1及び揺動スクロール2のそれぞれ台板を示
す。またAは、渦巻側板101,201の端面101a,201aと、こ
れにそれぞれ当接する相手側台板202,102の底面202a,10
2aとの間の軸方向隙間である。
ここで揺動スクロール2は台板202の渦巻側板201が形成
された面と反対の面をフレーム4に支持された状態で固
定スクロール1と第4図に示されるような状態で組合わ
され、固定スクロール1はフレーム4に固定される。主
軸3が矢印のように回転すると、これに連結された揺動
スクロール2は運動を始めるが、該揺動スクロール2は
自転防止装置(図示せず)により自転を伴なわない公転
運動を行なう。その結果、吸入口1bより被圧縮流体が吸
引され、第4図に示された作動原理により圧縮され、吐
出口1aより吐出される。
このような圧縮機において、径方向シールすなわち、隙
間Aを通つて渦巻径方向への漏れはその漏れ線長さが渦
巻の長手方向長さに相当するためその流体取り込み容積
に比して相対的に大きく、機械の効率に与える影響は大
きい。この径方向をシールする方法としては、隙間Aを
微少にして、例えば、吸入口1bより被圧縮流体とともに
油を吸引させ、微少隙間Aに油膜を形成させて被圧縮流
体の漏れを防止する手段が考えられるが、このような微
少隙間を均一に設けるためには、固定スクロール1、揺
動スクロール2、フレーム4など各部の寸法精度が高く
要求され、場合によつては組立時に各部品の選択嵌合を
しなければならないなど、工作性、組立性に問題があつ
た。また、運転時、吐出口1a近傍は圧縮された流体によ
り高温になるが、その結果微少隙間A以上に局部的に熱
膨張すると、逃げがないため焼き付きが生ずる。従つ
て、熱膨張量を想定してあらかじめその分A面全体を均
一にその隙間を大きくとらねばならないが、このように
すると、効果的な油膜を形成するのに必要な最適隙間以
上になり結果として漏れが大きくシールの効果をなさな
い場合が多かつた。
一方、こういつた非接触シール以外に、渦巻側板101,20
1の端面に、渦巻長手方向に沿つて溝を形成し、この溝
にシール材を嵌入して、接触シールによつて漏れを防止
する方法が考えられている。
このようなシール方法の一例を第6図〜第8図によつて
説明する。すなわち第6図は固定スクロール1の台板側
面102aと揺動スクロール2の渦巻側板端面201aとの間の
A部近傍の部分断面図であつて、渦巻側板201の端面201
aには渦巻長手方向に沿つて開口する断面矩形の溝5が
形成され、この溝5内には溝5と同形状のシール材6が
シール材端面6aを固定スクロール台板底面102aに密着さ
せてガスの漏れを防止し、且つシール材背面6cと溝底部
5aとの間に隙間を生ずるように嵌入されている。
このようなシール方法においては、渦巻側板端面と台板
底面の間の隙間Aを通つて渦巻径方向への漏れに対する
シールは効果的に行なえる。またシール材6が溝底部5a
方向に逃げることができるので、シール材端面6aの熱膨
張による焼き付きは生じない。しかし、渦巻側板101,20
1同士によつて点Bで仕切られた各圧縮室P間におい
て、隙間Aが大きい場合にシール材突出部側面6bに沿つ
て渦巻長手方向に圧縮流体が漏れやすいという欠点を有
している。
すなわち第7図は、渦巻側板101,201の接点B近傍を上
面より見た部分断面図、第8図は同じく断片的な斜視図
であるが、高圧側圧縮室PHより実線矢印で示すように、
ガスがシール材突出部側面6bに沿つて下流側の低圧側圧
縮室PLへ漏れる状態を示している。
〔考案が解決しようとする問題点〕
上述したように、前記形式のシール方法は径方向へのシ
ールは効果的に行なうが、シール材突出部側面6bに沿つ
て隙間があるため、渦巻長手方向の漏れは必然的におこ
り、圧縮効率すなわち性能の低下はまぬがれない。特に
渦巻側板の内周側端面の熱膨張による焼付きを考慮し
て、渦巻側板101,201の軸方向高さを低くして隙間Aを
大きく取つた場合、熱膨張の小さい渦巻側板外周部で前
記長手方向の漏れが増大する。
このように、従来のシール方法には、焼付き防止による
信頼性の向上と、ガス漏れによる性能低下の防止という
相反する問題点があつた。
本考案の目的は、かかる従来の問題点を解消するために
なされたもので、渦巻側板の内周側の焼付を防止して信
頼性を高めるとともに、渦巻側板外周側の漏れを防ぐこ
とにより高効率なスクロール圧縮機を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
この考案に係るスクロール圧縮機は、渦巻状の側板を端
板面に突設して形成され、互いに組合わされてなる固定
スクロール及び旋回可能に支持された揺動スクロール、
前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの渦巻状の
側板端面に渦巻長手方向に沿って形成された溝に嵌入さ
れ相互に相手側の前記スクロールの端板面に摺動自在に
接触して前記両スクロールの側板端面と相手側の前記ス
クロールの端板面との間の圧縮流体の漏れをそれぞれシ
ールするシール部材を備えるスクロール圧縮機におい
て、前記両スクロールの渦巻状の側板は、それぞれの内
周側先端が相手側スクロールの渦巻状の側板から離れた
瞬間に形成される最も容積の大きい吐出側圧縮室を囲む
部分の軸方向高さをその他の外周部分より低くしたもの
である。
〔作用〕
本考案のスクロール圧縮機によると、渦巻側板の内周側
が外周側に比べて低くなつており、内周側の方が軸方向
隙間が大きいので、シール材突出部側面に沿つての圧縮
流体の長手方向の漏れを防止するために外周側の軸方向
隙間を小さく設定した場合においても、内周側の軸方向
隙間は充分大きいため、熱膨張によつて渦巻側板端面が
相手側スクロール台板面に接触して焼付を起こすことを
防止する。
〔実施例〕
以下、本考案の一実施例を図について説明する。
第1図は揺動スクロール2の斜視図、第2図は固定スク
ロール1と揺動スクロール2を組合わせた時の軸方向に
切断した断面図であり、図中、1は固定スクロール、11
1,121はそれぞれ固定スクロール渦巻側板の内周側及び
外周側、111a,121aは同じく内周側及び外周側端面、102
aは固定スクロール台板底面、2は揺動スクロール、21
1,221はそれぞれ揺動スクロール渦巻側板の内周側及び
外周側、211a,221aは同じく内周側及び外周側端面、202
aは揺動スクロール台板底面、6はシール材、6a,6b,6c
はそれぞれシール材端面、側面及び背面、5aは渦巻側板
に設けられた溝の底部を示す。
ここで、本考案における渦巻側板の内周側、外周側の定
義を第3図について説明する。第3図において、131,23
1はそれぞれ固定スクロール1及び揺動スクロール2の
渦巻側板の内周側先端を示し、第3図(a)においては
131,231はそれぞれ揺動スクロール2の渦巻側板上の点2
32および固定スクロール1の渦巻側板上の点132と接し
ており、固定スクロール1の渦巻側板における点131か
ら点132までの部分と揺動スクロール2の渦巻側板にお
ける点231から点232までの部分によつて囲まれて吐出側
圧縮室P1が形成されている。また、133a,134aは固定ス
クロール1の渦巻側板上の点、233a,234aは揺動スクロ
ール2の渦巻側板上の点であり、第3図(a)において
は点133aと点234a、点134aと点233aがそれぞれ接してお
り、固定スクロール1の渦巻側板における点131から133
aまでの部分と揺動スクロール2の渦巻側板における点2
32から点234aまでの部分によつて囲まれて中間圧圧縮室
P2が形成され、揺動スクロール2の渦巻側板上の点231
から点233aまでの部分と固定スクロール1の渦巻側板上
の点132から点134aまでの部分によつて囲まれて中間圧
圧縮室P3が形成されている。
いま、第3図(a)の状態から揺動スクロール2が揺動
回転すると、第3図(b)に示すように固定スクロール
1、揺動スクロール2の渦巻側板の内周側先端131,231
がそれぞれ相手側スクロールの渦巻側板から離れ、圧縮
室P1,P2,P3が連通する。圧縮室P1,P2,P3が連通した
瞬間には、第3図(a)における両スクロールの接触点
133aと234a及び134aと233aはそれぞれ第3図(b)にお
ける点133bと234b及び134bと233bに移動し、これらの点
を境界として新たに吐出側圧縮室P4が形成される。両ス
クロールの渦巻側板の内周側先端131,231が相手側スク
ロールの渦巻側板から離れた瞬間に形成される吐出側圧
縮室P4は、吐出側圧縮室としては全圧縮行程中で最も容
積が大きく、また吐出側圧縮室は吐出ガスで満たされる
ので、渦巻側板においてこの吐出側圧縮室を形成する部
分の温度は他の部分の温度より高くなる。特に運転条件
によって吐出口1aから高圧側冷媒ガスの逆流が生じる場
合は他の部分との温度差は更に大きくなる。そこで渦巻
側板において両スクロールの内周側先端が相手側スクロ
ールの渦巻側板から離れる瞬間に吐出側圧縮室を形成す
る部分、すなわち第3図(b)を両スクロールの内周側
先端が相手側スクロールの渦巻側板から離れた瞬間とす
ると、点131から点134bまでの部分及び点231から点234b
までの部分を渦巻側板の内周側と定義し、それ以外の部
分を外周側と定義する。
第1図および第2図に戻つて、hi,hoはそれぞれ渦巻側
板の内周側及び外周側の軸方向高さ、δi,δoはそれぞ
れ渦巻側板の内周側及び外周側端面と相手側スクロール
台板底面との距離すなわちシール材を除いての内周側及
び外周側軸方向隙間、Δhは渦巻側板の外周側と内周側
の高さの差を示し、C部は渦巻側板の内周側と外周側と
の境界を示す。
渦巻側板端面の高さは外周側221aではhoなる一定値であ
るが、第1図に示されるように、C部においてΔhだけ
段状に低くなり、内周側211aでの高さは、一定値hiとな
る。hi=ho−Δhであり、両スクロールの台板底面間の
距離は一定、すなわちhi+δi=ho+δoであるから、δ
i=δo+Δhとなる。つまり、渦巻側板内周側211の軸
方向隙間δiは、外周側221の軸方向隙間δoよりΔhだ
け大きいことになる。ここで、スクロール台板底面202a
から、シール材端面6aまでの高さは、内周側、外周側に
よらず一定であり、シール材背面6cと渦巻側板溝底部5a
との間には隙間がある。また、前記渦巻側板形状は固定
スクロール1に関しても同様である。
上述したような構造の固定スクロールおよび揺動スクロ
ールを持つスクロール圧縮機においては、運転中に渦巻
側板内周側111,211の軸方向高さhiが熱膨張によつて大
きくなつても、あらかじめ内周側111,211の軸方向高さh
iを外周側121,221に比べて小さく設定しているので、渦
巻側板端面111a,211aが相手側スクロール台板面202a,10
2aと接触して焼付を起すことはない。また、外周側121,
221の軸方向隙間δoは小さいので、圧縮流体の長手方向
漏れも小さく、性能が低下することはない。シール材端
面6aの軸方向高さは一定なので、内周側においては熱膨
張によりシール材端面6aが相手側スクロール台板底面10
2a又は202aに押し付けられるが、渦巻側板に設けられた
溝の底部5aとシール材背面6cとの間に隙間があるため、
シール材6が溝底部5a方向に逃げることができるので、
シール材端面6aの焼き付きは起らない。
なお、前述の実施例では渦巻側板内周側の軸方向高さを
外周側に比べ段状に低くしたが、連続的に低くしてもよ
い。また、シール材としては上記に示した形式のものだ
けではなく例えばシール材背面に何らかの力を加えて追
従接触シールを行なう形式のものでもよい。
〔考案の効果〕
以上のように、この考案によれば、渦巻状の側板を端板
面に突設して形成され、互いに組合わされてなる固定ス
クロール及び旋回可能に支持された揺動スクロール、前
記固定スクロールと前記揺動スクロールとの渦巻状の側
板端面に渦巻長手方向に沿って形成された溝に嵌入され
相互に相手側の前記スクロールの端板面に摺動自在に接
触して前記両スクロールの側板端面と相手側の前記スク
ロールの端板面との間の圧縮流体の漏れをそれぞれシー
ルするシール部材を備えるスクロール圧縮機において、
前記両スクロールの渦巻状の側板は、それぞれの内周側
先端が相手側スクロールの渦巻状の側板から離れた瞬間
に形成される最も容積の大きい吐出側圧縮室を囲む部分
の軸方向高さをその他の外周部分より低くした構成にし
たので、渦巻側板の焼付きがなく、また圧縮流体の長手
方向漏れによる性能低下もなく、実に信頼性の高い高効
率なスクロール圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例に係るスクロール圧縮機の揺
動スクロールを示す斜視図、第2図は前記スクロール圧
縮機における固定および揺動スクロールを示す断面図、
第3図(a)および第3図(b)は固定および揺動スク
ロールにおける渦巻側板の内周側および外周側を示す説
明図、第4図(a)〜第4図(d)はスクロール圧縮機
の作動原理を示す説明図、第5図は従来のスクロール圧
縮機を示す断面図、第6図、第7図および第8図は従来
のスクロール圧縮機における各部のシール構造を示す部
分的な断面図である。 1……固定スクロール、2……揺動スクロール、5……
溝、6……シール材、P4……吐出側圧縮室。 なお、図中同一符号は同一部分又は相当する部分を示
す。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】渦巻状の側板を端板面に突設して形成さ
    れ、互いに組合わされてなる固定スクロール及び旋回可
    能に支持された揺動スクロール、前記固定スクロールと
    前記揺動スクロールとの渦巻状の側板端面に渦巻長手方
    向に沿って形成された溝に嵌入され相互に相手側の前記
    スクロールの端板面に摺動自在に接触して前記両スクロ
    ールの側板端面と相手側の前記スクロールの端板面との
    間の圧縮流体の漏れをそれぞれシールするシール部材を
    備えるスクロール圧縮機において、前記両スクロールの
    渦巻状の側板は、それぞれの内周側先端が相手側スクロ
    ールの渦巻状の側板から離れた瞬間に形成される最も容
    積の大きい吐出側圧縮室を囲む部分の軸方向高さをその
    他の外周部分より低くしたことを特徴とするスクロール
    圧縮機。
JP1986126142U 1986-08-19 1986-08-19 スクロール圧縮機 Expired - Lifetime JPH0643513Y2 (ja)

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JPS6331276U JPS6331276U (ja) 1988-02-29
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JP4709439B2 (ja) * 2001-07-24 2011-06-22 三菱重工業株式会社 スクロール型圧縮機
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