JPH09177683A - スクロール形流体機械 - Google Patents
スクロール形流体機械Info
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- JPH09177683A JPH09177683A JP34177095A JP34177095A JPH09177683A JP H09177683 A JPH09177683 A JP H09177683A JP 34177095 A JP34177095 A JP 34177095A JP 34177095 A JP34177095 A JP 34177095A JP H09177683 A JPH09177683 A JP H09177683A
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- pressure
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- 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
- 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
- F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
- F04C18/0253—Details concerning the base
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
スト損失を低減すると共に、背圧の変動を小さくし、ス
クロール2の挙動を安定化させる。 【解決手段】各スクロール1,2の渦巻体12,22
を、巻角の異なる非対称渦巻に形成した上で、背圧機構
に連通させる背圧取出穴4を、二系統の流体作動室A,
Bに交互に連通する位置に開口させた。
Description
機の冷媒圧縮機に用いるスクロール形流体機械に関す
る。
で知られているように、渦巻巻角を等しくした対称渦巻
をもつ一対のスクロールを備え、その渦巻体間に対称な
二系統の流体作動室を画成している。そして、旋回側の
スクロールの背面に、中間圧力域にある流体作動室に連
通する背圧機構を設けて、旋回側のスクロールを非旋回
側のスクロールに押付ける逆スラスト力を生むようにし
ている。
つものでは、図4及び図5中想像線で示すように、背圧
機構に連通させる背圧取出穴Hは、例えば非旋回側のス
クロール1の渦巻内面に接するように設けられ、図6に
示すように、クランク回転角360°の範囲内で、逆ス
ラスト力を確保できる必要最低圧力以上にある第1系統
の流体作動室Aにのみ連通する構成となっている。この
ため、第1系統の流体作動室Aの容積縮小が進んだ後半
部において、背圧機構には過大な圧力が導入されること
になり、逆スラスト力が過剰に大きくなって、損失が大
きくなる問題があると共に、背圧の変動が大きく、旋回
側のスクロールの挙動が不安定になる問題がある。
は、背圧取出穴Hを第1系統の流体動作室Aと第2系統
の流体作動室Bの間で連通が切換わる位置に開口しよう
としても、同圧の室A1,B1の間で単に系統のみが変
わるに過ぎず(H1の場合)、結局、同一系統の室に連
通させているのと同じであるか、或は、高圧側の室B2
から1回転分遅れた低圧側の室A1に連通が切換わって
(H2の場合)、図6のA2,B2曲線から想像線のA
1,B1曲線へシフトすることになり、逆スラスト力を
生むための必要最低圧力を確保できなくなるからであ
る。
回側のスクロールを非旋回側のスクロールに押付ける逆
スラスト力を生む役目を担うだけでなく、旋回側のスク
ロールを非旋回側のスクロールの反対側に付勢する正ス
ラスト力を適度に緩和する役目を担うこともできる。し
かしながら、従来の対称渦巻では、図7及び図8中想像
線で示すように、その背圧取出穴Hは、例えば非旋回側
のスクロール1の渦巻外面に接するように設けられ、図
9に示すように、クランク回転角360°の範囲内で、
正スラスト力を確保できる上限圧力以下にある第2系統
の流体作動室Bにのみ連通する構成となっている。この
ため、図9のB室曲線で示すように、第2系統の流体作
動室Bの容積縮小が比較的浅い前半部において、背圧機
構には正スラスト力を低減するのに十分な圧力を導入す
ることができず、正スラスト力が過剰に大きくなって、
損失が大きくなる問題がある。又、逆スラストの場合と
同様に、背圧の変動が大きく、旋回側のスクロールの挙
動が不安定になる問題もある。
は、背圧取出穴Hを第1系統の流体動作室Aと第2系統
の流体作動室Bの間で連通が切換わる位置に開口しよう
としても、同圧の室A1,B1の間で単に系統のみが変
わるに過ぎず(H1の場合)、結局、同一系統の室に連
通させているのと同じであるか、或は、高圧側の室B2
から1回転分遅れた低圧側の室A1に連通が切換わって
(H2の場合)、図9のB2,A2曲線から想像線のB
1,A1曲線へシフトすることになり、かえって正スラ
スト力を低減すべき導入圧力が小さくなってしまうから
である。
逆スラスト、正スラストに拘らず、背圧機構の圧力を適
正に制御するものではなく、逆スラストを確保し得るに
必要な最低圧力以上という条件、或は、正スラストを緩
和しつつも該正スラストを確保し得るに必要な上限圧力
以下という条件はクリアしても、その圧力値は適正と言
い難いと共にその圧力変動も大きく、スラスト損失が大
きい共にスクロールの挙動が不安定になる問題があっ
た。
力を適正に制御し、スラスト損失を低減できると共に、
背圧の変動を小さくし、スクロールの挙動を安定化でき
るスクロール形流体機械を提供する点にある。
上記主目的を達成するために、図1又は図10に示すよ
うに、渦巻体12,22間に二系統の流体作動室A,B
を画成する一対のスクロール1,2を備え、一方のスク
ロールの背面に、中間圧力域にある流体作動室に連通す
る背圧機構8を設けたスクロール形流体機械において、
図4,5並びに図7,8に示すように、各スクロール
1,2の渦巻体12,22を、巻角の異なる非対称渦巻
に形成すると共に、背圧機構8に連通させる背圧取出穴
4を、二系統の流体作動室A,Bに切換連通する位置に
開口した。スクロール形流体機械の代表例であるスクロ
ール形圧縮機では、流体作動室A,Bは圧縮室を構成す
るものであり、その作動流体には圧縮性流体たる冷媒ガ
ス等が用いられる。
明において、非対称渦巻の典型例について所期の目的を
達成するため、同図4,5,7,8に示すように、非旋
回側のスクロール1の巻終角を、旋回側のスクロール2
の巻終角よりも約180°大きくしている構成にした。
巻終角を約180°大きくしているということは、巻数
でいうと、約半巻分長くしていることを意味する。
項2記載の発明において、旋回側のスクロール2のスラ
スト力を適正にするため、図1に示すように、旋回側の
スクロール2の背面に背圧機構8を設けている構成にし
た。
明において、逆スラスト力を適正にするため、背圧機構
8は、旋回側のスクロール2を非旋回側のスクロール1
に押付ける逆スラスト力を生む押付機構から成るものと
した。
明において、逆スラスト力を最適化するため、図4,5
に示すように、背圧取出穴4は、先行して圧力上昇する
第1系統の流体作動室Aに連通している状態から、遅延
して圧力上昇する第2系統の流体作動室Bが、背圧機構
8において逆スラスト力を生むために必要な最低圧力に
達したとき第2系統の流体作動室Bに連通が切換わる位
置に開口させた。
明において、正スラスト力を適正にするため、背圧機構
8は、旋回側のスクロール2を非旋回側のスクロール1
の反対側に押付ける正スラスト力を軽減する正スラスト
力軽減機構から成るものとした。
明において、正スラスト力を最適化するため、図7,8
に示すように、背圧取出穴4は、先行して圧力上昇する
第1系統の流体作動室Aに連通している状態から、該作
動室Aが、背圧機構8において正スラスト力を軽減しな
がら必要最低限の正スラスト力を確保し得る上限圧力に
達したとき、遅延して圧力上昇する第2系統の流体作動
室Bに連通が切換わる位置に開口させた。
項2記載の発明において、非旋回側のスクロール1に対
する背圧力を適正にするため、図10に示すように、非
旋回側のスクロール1の背面に背圧機構8を設けている
構成にした。
か一記載の発明において、背圧取出穴4の連通の切換を
良好にさせるため、該背圧取出穴4は、渦巻体の板幅に
等しい開口幅とした。
れか一記載の発明において、背圧機構8による背圧力を
スクロールに対しバランスよく作用させるため、図2に
示すように、該背圧機構8は、スクロールの中心部を取
り囲む環状作用面80をもつ構成にした。
5,7,8に示すように、各スクロール1,2の渦巻体
12,22は巻角の異なる非対称渦巻を形成している。
このため、図6,9に示すように、第1系統の流体作動
室Aの圧力上昇曲線(A室曲線)と、第2系統の圧力上
昇曲線(B室曲線)とが所定の位相差をもつことにな
る。このため、背圧取出穴4を二系統の流体作動室A,
Bに切換連通させることにより、図6の逆スラストを得
る場合は、逆スラストを確保できる必要最低圧力以上の
条件を満たしながら、1回転すなわち360°の範囲内
で、A室曲線からB室曲線へのシフトが可能であり、こ
のようなシフトにより、背圧機構8への導入圧力が圧力
導入の後半において過大になるのを抑制できる。こうし
て、A室曲線のままで推移する従来のものよりも過剰な
逆スラスト荷重を低減でき、損失を少なくできる。一
方、図9の正スラストを軽減する場合は、正スラストを
維持できる上限圧力以下の条件を満たしながら、1回転
すなわち360°の範囲内で、A室曲線から適度に圧力
の高いB室曲線へのシフトが可能であり、このようなシ
フトにより、背圧機構8への導入圧力が圧力導入の前半
において低くなり過ぎるのを回避できる。こうして、B
室曲線のままで推移する従来のものよりも適正な正スラ
スト力の軽減力を得ることができ、正スラスト荷重が過
大になるのを抑制できて、損失を少なくできる。又、逆
スラスト、正スラスト何れも、背圧の変動を小さくで
き、スクロールの挙動を安定化させることができる。
8に示すように、非旋回側のスクロール1の巻終角を、
旋回側のスクロール2の巻終角よりも約180°大きく
しているから、第1系統の流体作動室Aの圧力変化は、
第2系統の流体作動室Bよりも約180°だけ先行し、
図6又は図9に示すように、A室曲線とB室曲線とは約
180°の位相差をもつことになる。こうして、上述し
た逆スラスト及び正スラストそれぞれについての圧力条
件を満たしながらA室曲線からB室曲線への的確なシフ
トを保証でき、非対称渦巻の典型例について所期の目的
を達成することができる。
に、旋回側のスクロール2の背面に背圧機構8を設けて
いるため、旋回側のスクロール2のスラスト力を適正に
することができる。
旋回側のスクロール2を非旋回側のスクロール1に押付
ける逆スラスト力を生む押付機構から成るものであり、
図6に示したように、逆スラスト力を適正にでき、逆ス
ラスト損失を低減できる。
転角から旋回スクロール2が図中矢印で示す向きに変位
すると、背圧取出穴4は先行して圧力上昇している図中
点々で示した第1系統の流体作動室Aに連通する。この
角度が図6のθ1である。回転角が進んで、図5に示し
た回転角に達し、この回転角から旋回スクロール2が図
中矢印で示す向きに変位すると、背圧取出穴4は遅延し
て圧力上昇している図中点々で示した第2系統の流体作
動室Bに連通する。この角度が図6のθ2であり、この
角度θ2のときには、第2系統の流体作動室Bの圧力が
逆スラスト力を生むために必要な最低圧力に達してい
る。このため、必要な逆スラスト力を確保した上で、過
剰な逆スラスト力を極力排除でき、逆スラスト力を最適
化することができる。
旋回側のスクロール2を非旋回側のスクロール1の反対
側に押付ける正スラスト力を軽減する正スラスト力軽減
機構から成るものであり、図9に示したように、正スラ
スト力を適正にでき、正スラスト損失を低減できる。
転角から旋回スクロール2が図中矢印で示す向きに変位
すると、背圧取出穴4は先行して圧力上昇している図中
点々で示した第1系統の流体作動室Aに連通する。この
角度が図9のθ1である。回転角が進んで、図8に示し
た回転角に達し、この回転角から旋回スクロール2が図
中矢印で示す向きに変位すると、背圧取出穴4は遅延し
て圧力上昇している図中点々で示した第2系統の流体作
動室Bに連通する。この角度が図9のθ3であり、この
角度θ3の直前には、第1系統の流体作動室Aの圧力
は、正スラスト力を軽減しながら必要最低限の正スラス
ト力を確保し得る上限圧力に到達している。この状態
で、第1系統の流体作動室Aから適度に圧力の高い第2
系統の流体作動室Bに連通を切換えることにより、正ス
ラストを適正に維持した上で、背圧取出穴4の連通前半
部であるθ1〜θ3の範囲の導入圧力を最適に高めるこ
とができ、正スラスト力を最適化することができる。
うに、非旋回側のスクロール1の背面に背圧機構8を設
けているため、非旋回側のスクロール1の背圧力を適正
にでき、その鏡板11の撓み変形等を良好に低減するこ
とができる。
8に示すように、背圧取出穴4は、渦巻体の板幅に等し
い開口幅であるため、第1系統の流体作動室Aと第2系
統の流体作動室Bとの短絡を防止できながら、これら系
統の異なる流体作動室A,Bを背圧機構8に対し良好に
切換連通させることができる。
うに、背圧機構8は、スクロールの中心部を取り囲む環
状作用面80をもつものとしたから、背圧機構8による
背圧力をスクロールに対しバランスよく作用させること
ができる。
示し、密閉ケーシング100に、鏡板11の下面にイン
ボリュート曲線に合致する渦巻体12とこれに連続する
外周壁13を突設した非旋回側の固定スクロール1と、
鏡板21の上面に同じくインボリュート曲線に合致する
渦巻体22を突設し且つ下面にボス筒23を突設した旋
回側の公転スクロール2とを内装している。
固定支持している。公転スクロール2は、背面側に設け
る押付機構8により固定スクロール1の外周壁13の下
面に設けるスラスト受面41に押付けていると共に、ボ
ス筒23を、駆動軸90上端の偏心ピン91に嵌合し且
つ規制ピン92の遊びの範囲内でスライドするスライド
ブッシュ93に嵌合させており、公転スクロール2を固
定スクロール1に対し径方向に変位可能としたコンプラ
イアンス機構9を構成している。
スクロール2の鏡板21の背面外周部に当接する大径リ
ング81と小径リング82を同心状に配設して、これら
リング81,82の間に環状作用面80を形成してお
り、この作用面80に第1及び第2系統の流体作動室
A,Bにおける圧縮途上の中間圧力域に切換連通する背
圧取出穴4から導入通路83を介して導く圧力を作用さ
せている。尚、各リング81,82の背面には、図3に
示すように、ゴム等の弾性体から成る付勢体84,85
を介装し、起動当初における各リング81,82の初期
接触力を確保できるようにしている。
ール2の渦巻外面とで第1流体作動室Aを、又、固定ス
クロール1の渦巻外面と公転スクロール2の渦巻内面と
で第2流体作動室Aを画成しており、渦巻外方部の低圧
ポート3から吸入する低圧ガスを流体作動室A,B内に
取り込み、圧縮後の高圧ガスを高圧ポート10から高圧
チャンバー102を経て吐出管103に取り出すように
している。
の鏡板21に設ける油連通路40を介して、ケーシング
100の底部油溜から駆動軸90内の給油通路94に汲
み上げた油を供給するようにしている。
に介装した吐出逆止弁、24は公転スクロール2の自転
防止機構を構成するオルダムリング、95はスライドブ
ッシュ93に一体化したバランサである。
ル1の渦巻体12の巻終角は、公転スクロール2の渦巻
体22の巻終角よりも180°大きくしており、両スク
ロール1,2は非対称渦巻を構成している。
ロール2を固定スクロール1のスラスト受部41に押付
ける逆スラスト力を生むものへの適用例であって、背圧
取出穴4は、図6に示す角度θ2において第1系統の流
体作動室Aから第2系統の流体作動室Bに連通が切換わ
るものである。
ロール2を反固定スクロール1側のハウジング101の
環状上端面に押付ける正スラスト力を軽減するものへの
適用例であって、背圧取出穴4は、図9に示す角度θ3
において第1系統の流体作動室Aから第2系統の流体作
動室Bに連通が切換わるものである。
固定スクロール1の背面に背圧機構8を設けたものであ
り、固定スクロール1の鏡板11の上面に環状凹室80
0を形成し、この凹室800に、圧力隔壁801に設け
る内外筒壁802,803を突入させてOリング80
4,805でシールし、凹室800に背圧取出穴4から
背圧を導いて、流体作動室A,B側からの圧縮反力に対
抗させたものである。
穴4は固定スクロール1の鏡板11に設けており、又、
その内径は、渦巻体22の板幅と同じに設定している。
面図。
図。
性図。
図。
性図。
側のスクロール、2;旋回側のスクロール、4;背圧取
出穴、8;背圧機構
Claims (10)
- 【請求項1】 渦巻体(12,22)間に二系統の流体
作動室(A,B)を画成する一対のスクロール(1,
2)を備え、一方のスクロールの背面に、中間圧力域に
ある流体作動室に連通する背圧機構(8)を設けたスク
ロール形流体機械において、各スクロール(1,2)の
渦巻体(12,22)を、巻角の異なる非対称渦巻に形
成すると共に、背圧機構(8)に連通させる背圧取出穴
(4)を、二系統の流体作動室(A,B)に切換連通す
る位置に開口していることを特徴とするスクロール形流
体機械。 - 【請求項2】 非旋回側のスクロール(1)の巻終角
を、旋回側のスクロール(2)の巻終角よりも約180
°大きくしている請求項1記載のスクロール形流体機
械。 - 【請求項3】 旋回側のスクロール(2)の背面に背圧
機構(8)を設けている請求項1又は請求項2記載のス
クロール形流体機械。 - 【請求項4】 背圧機構(8)は、旋回側のスクロール
(2)を非旋回側のスクロール(1)に押付ける逆スラ
スト力を生む押付機構から成る請求項3記載のスクロー
ル形流体機械。 - 【請求項5】 背圧取出穴(4)は、先行して圧力上昇
する第1系統の流体作動室(A)に連通している状態か
ら、遅延して圧力上昇する第2系統の流体作動室(B)
が、背圧機構(8)において逆スラスト力を生むために
必要な最低圧力に達したとき第2系統の流体作動室
(B)に連通が切換わる位置に開口させている請求項4
記載のスクロール形流体機械。 - 【請求項6】 背圧機構(8)は、旋回側のスクロール
(2)を非旋回側のスクロール(1)の反対側に押付け
る正スラスト力を軽減する正スラスト力軽減機構から成
る請求項3記載のスクロール形流体機械。 - 【請求項7】 背圧取出穴(4)は、先行して圧力上昇
する第1系統の流体作動室(A)に連通している状態か
ら、該作動室(A)が、背圧機構(8)において正スラ
スト力を軽減しながら必要最低限の正スラスト力を確保
し得る上限圧力に達したとき、遅延して圧力上昇する第
2系統の流体作動室(B)に連通が切換わる位置に開口
させている請求項6記載のスクロール形流体機械。 - 【請求項8】 非旋回側のスクロール(1)の背面に背
圧機構(8)を設けている請求項1又は請求項2記載の
スクロール形流体機械。 - 【請求項9】 背圧取出穴(4)は、渦巻体の板幅に等
しい開口幅としている請求項1〜8何れか一記載のスク
ロール形流体機械。 - 【請求項10】 背圧機構(8)は、スクロールの中心
部を取り囲む環状作用面(80)をもつ請求項1〜9何
れか一記載のスクロール形流体機械。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34177095A JP3146963B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | スクロール形流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34177095A JP3146963B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | スクロール形流体機械 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09177683A true JPH09177683A (ja) | 1997-07-11 |
JP3146963B2 JP3146963B2 (ja) | 2001-03-19 |
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ID=18348636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34177095A Expired - Fee Related JP3146963B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | スクロール形流体機械 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3146963B2 (ja) |
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