JPH0135196B2 - - Google Patents

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JPH0135196B2
JPH0135196B2 JP20920481A JP20920481A JPH0135196B2 JP H0135196 B2 JPH0135196 B2 JP H0135196B2 JP 20920481 A JP20920481 A JP 20920481A JP 20920481 A JP20920481 A JP 20920481A JP H0135196 B2 JPH0135196 B2 JP H0135196B2
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JP
Japan
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scroll
end plate
sliding ring
housing
gas
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Application number
JP20920481A
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Japanese (ja)
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JPS58110885A (en
Inventor
Eiji Sato
Shigeru Machida
Masato Ikegawa
Naoki Maeda
Nobukatsu Arai
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0135196B2 publication Critical patent/JPH0135196B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/08Axially-movable sealings for working fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-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
    • F04C18/0207Rotary-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
    • F04C18/023Rotary-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 both members are moving

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スクロール流体機械に係り、特に高
速回転用および大型用として好適なスクロール流
体機械に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a scroll fluid machine, and particularly to a scroll fluid machine suitable for high-speed rotation and large-scale applications.

従来のスクロール機械は、ハウジングに固定ス
クロールを固定し、固定スクロールの中心の回り
に旋回スクロールを旋回運動させるように構成さ
れている。
Conventional scroll machines are constructed such that a fixed scroll is fixed to a housing and an orbiting scroll is orbited about the center of the fixed scroll.

しかし、前記従来のものは、旋回スクロールの
駆動軸が片持ち構造となつているので、高速回転
用のものでは振動が大きくなる。また、大型用の
ものでは旋回スクロールの遠心力が非常に大きく
なり、旋回スクロールの背部に設けられた軸受に
作用する荷重が増大し、効率の低下や信頼性の低
下を招く問題がある。
However, in the conventional type, since the drive shaft of the orbiting scroll has a cantilever structure, vibrations become large in the type for high-speed rotation. In addition, in large-sized scrolls, the centrifugal force of the orbiting scroll becomes very large, increasing the load acting on the bearing provided at the back of the orbiting scroll, resulting in a problem of decreased efficiency and reliability.

一方、高速回転用のスクロール流体機械とし
て、米国特許第3884599号明細書に、両スクロー
ルが回転し、さらに一方のスクロールに対して他
方のスクロールを旋回する型式のものが示されて
いる。しかしながら、この型式のものは次のよう
な問題がある。
On the other hand, as a scroll fluid machine for high-speed rotation, US Pat. No. 3,884,599 discloses a type in which both scrolls rotate and one scroll rotates relative to the other scroll. However, this type has the following problems.

すなわち、旋回するスクロールを駆動軸に対し
て揺動させるようにしているので、高速回転時、
旋回するスクロールが激しく振動する恐れがあ
り、高速回転用のスクロール流体機械として必ず
しも満足すべきものではない。さらに、前記従来
のものは旋回するスクロールの背面と駆動軸の間
に空間を設け、この空間に吐出圧力を作用させ、
旋回するスクロールと固定しているスクロール間
の軸方向密封力をうるようにしているので、かか
る手段では吐出圧力によつて生ずる大きなスラス
ト力が駆動軸に作用し、特に大型のものではこの
スラスト力が非常に大きいので、効率および信頼
性が低下する。また、前述の吐出圧力を利用して
旋回するスクロールと固定しているスクロールの
軸方向密封力をうる手段では、吸入圧力と吐出圧
力が変動する場合に、適正な軸方向密封力は得ら
れない問題がある。
In other words, since the rotating scroll is made to swing relative to the drive shaft, during high-speed rotation,
There is a risk that the rotating scroll may vibrate violently, and this is not necessarily satisfactory as a scroll fluid machine for high-speed rotation. Furthermore, in the conventional method, a space is provided between the back surface of the rotating scroll and the drive shaft, and discharge pressure is applied to this space.
Since the axial sealing force between the rotating scroll and the fixed scroll is applied, in such a method, a large thrust force generated by the discharge pressure acts on the drive shaft, and especially in large scrolls, this thrust force is very large, reducing efficiency and reliability. In addition, with the above-mentioned method of obtaining axial sealing force between the rotating scroll and the fixed scroll using the discharge pressure, it is not possible to obtain an appropriate axial sealing force when the suction pressure and discharge pressure fluctuate. There's a problem.

本発明の目的は、高速回転用および大型用に適
し、しかも高効率、高信頼性のスクロール流体機
械を提供するにある。
An object of the present invention is to provide a scroll fluid machine that is suitable for high-speed rotation and large-scale use, and is highly efficient and reliable.

本発明の特徴は、互いに同じ方向に回転しうる
ように設置された第1、第2のスクロールの、第
1のスクロールの端板とこれに対向するハウジン
グの内壁との間、および第2のスクロールの端板
とこれに対向するハウジングの内壁との間に、そ
れぞれシール機能を有する摺動リングで密閉空間
を形成し、さらに第1、第2のスクロールの端板
に、ガスの圧縮または膨張過程の途中で当該密閉
空間にガス圧を導入するガス通孔を設けたところ
にあり、この構成により前記目的を確実に達成で
きたものである。
A feature of the present invention is that the first and second scrolls are installed such that they can rotate in the same direction, and the space between the end plate of the first scroll and the inner wall of the housing opposite thereto, and A sealed space is formed by a sliding ring having a sealing function between the end plate of the scroll and the inner wall of the housing opposite thereto, and further, a sealed space is formed between the end plate of the scroll and the inner wall of the housing opposite thereto. A gas vent was provided to introduce gas pressure into the sealed space during the process, and this configuration ensured that the above objective could be achieved.

以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第1図〜第5図は、本発明の一実施例を示す。 1 to 5 show an embodiment of the present invention.

これらの図に示される実施例のものは、ハウジ
ング1、吐出チヤンバ6、前記ハウジング1の内
部に収納された駆動スクロールである第1のスク
ロール9および被動スクロールである第2のスク
ロール10、第1のスクロール9と一体の駆動軸
である回転軸21、第2のスクロール10と一体
の被動軸である回転軸22、第1、第2のスクロ
ール9,10の駆動源である電動機29、摺動リ
ング37により第1のスクロール9の端板11と
これに対向する第1のハウジング部材2の内壁
2′間に形成された密封空間43、摺動リング3
8により第2のスクロール10の端板12とこれ
に対向する第2のハウジング部材3の内壁3′間
に形成された密封空間44、潤滑系路とを備えて
いる。
The embodiment shown in these figures includes a housing 1, a discharge chamber 6, a first scroll 9 that is a driving scroll housed inside the housing 1, a second scroll 10 that is a driven scroll, and a first scroll 10 that is a driven scroll. A rotating shaft 21 that is a driving shaft integrated with the scroll 9, a rotating shaft 22 that is a driven shaft integrated with the second scroll 10, an electric motor 29 that is a driving source for the first and second scrolls 9 and 10, and a sliding shaft. A sealed space 43 formed by the ring 37 between the end plate 11 of the first scroll 9 and the inner wall 2' of the first housing member 2 opposite thereto, and the sliding ring 3
8, a sealed space 44 formed between the end plate 12 of the second scroll 10 and the inner wall 3' of the second housing member 3 opposite thereto, and a lubrication system path.

前記ハウジング1は、第1図に示されるよう
に、第1、第2のハウジング部材2,3を組み合
わせて構成されている。前記第2のハウジング部
材3の側部にはガスの吸入ポート30が形成さ
れ、また筒部4の端部には給油孔49を有するエ
ンドカバー5が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the housing 1 is constructed by combining first and second housing members 2 and 3. A gas suction port 30 is formed on the side of the second housing member 3, and an end cover 5 having an oil supply hole 49 is attached to the end of the cylindrical portion 4.

前記吐出チヤンバ6は、第1図に示されるよう
に、前記第1のハウジング部材2に連結され、ま
たこの吐出チヤンバ6の側部にはガスの排出口3
4が形成され、さらに筒部7には給油孔47が設
けられ、筒部7の端部にはエンドカバー8が取り
付けられている。
The discharge chamber 6 is connected to the first housing member 2, as shown in FIG. 1, and has a gas outlet 3 in the side thereof.
Further, the cylindrical portion 7 is provided with an oil supply hole 47, and an end cover 8 is attached to the end of the cylindrical portion 7.

前記第1のスクロール9は、端板11およびラ
ツプ13を有している。一方、前記第2のスクロ
ール10は端板12、ラツプ14、前記端板12
に設けれた周縁部15、前記第1のスクロール9
の端板11に外縁部に対向させて前記周縁部15
に設けらられたフランジ16とを有している。前
記第2のスクロール10は周縁部15の内部は密
閉室32とされ、また周縁部15にはガスの吸入
口31が設けられている。前記ラツプ13,14
は、第5図に示されるように、インボリユートま
たはこれと類似の曲線からなる渦巻状に形成され
かつ互いにかみ合わされている。前記端板11,
12には、密閉室32から当該密閉空間43,4
4内にガス圧を導入するガス通孔35,36が設
けられている。さらに、前記第1のスクロール9
の端板11と第2のスクロール10のフランジ1
6間にはオルダムリング17が組み込まれ、第1
のスクロール9が駆動されるに伴い、第2のスク
ロール10が同じ方向に駆動され、かつ停止時に
は第1のスクロール9に対して第2のスクロール
10が自転しないように駆動連結されている。
The first scroll 9 has an end plate 11 and a lap 13. On the other hand, the second scroll 10 includes an end plate 12, a lap 14, and the end plate 12.
a peripheral edge portion 15 provided in the first scroll 9;
The peripheral edge portion 15 is placed opposite the outer edge portion of the end plate 11 of the
It has a flange 16 provided at. The second scroll 10 has a sealed chamber 32 inside the peripheral edge 15, and a gas inlet 31 is provided in the peripheral edge 15. Said laps 13, 14
As shown in FIG. 5, they are formed into a spiral shape consisting of involutes or similar curves, and are interlocked with each other. the end plate 11,
12, from the sealed room 32 to the sealed space 43, 4.
Gas holes 35 and 36 are provided for introducing gas pressure into the interior of the housing. Furthermore, the first scroll 9
end plate 11 of and flange 1 of second scroll 10
Oldham ring 17 is installed between 6 and 1st
As the scroll 9 is driven, the second scroll 10 is driven in the same direction, and when stopped, the second scroll 10 is drivingly connected to the first scroll 9 so as not to rotate.

なお、第1図中18は第2のスクロール10の
ラツプ14と第1のスクロール9の端板11との
摺動面、19は第1のスクロール9のラツプ13
と第2のスクロール10の端板12との摺動面を
示す。
In FIG. 1, 18 is the sliding surface between the lap 14 of the second scroll 10 and the end plate 11 of the first scroll 9, and 19 is the lap 13 of the first scroll 9.
The sliding surface of the end plate 12 of the second scroll 10 is shown.

前記第1のスクロール9の回転軸21と第2の
スクロール10の回転軸22とは、第1図および
第5図に示されるように、中心O1,O2が互いに
間隔ε、偏心させて取り付けられている。前記第
1のスクロール9の回転軸21の端板11側半部
には、ラツプ13,14間に形成された密閉室3
2から吐出チヤンバ6に通ずるガスの吐出ポート
33が設けられている。また、第1のスクロール
9の回転軸21は第1のハウジング部材2のボス
部に設けられた軸受23との吐出チヤンバ6の筒
部7内に設けられた軸受24とにより支持され、
軸方向の定位置で回転しうるようになつており、
かつ電動機29に直結されている。なお、第1の
スクロール9の回転軸21と第1のハウジング部
材2のボス部間には、給油管45に連通する給油
孔46を有するプツシユ25が設けられ、同回転
軸21と吐出チヤンバ6の筒部7とこれに取り付
けられたエンドカバー8間にはメカニカルシール
26が組み付けられている。一方、前記第2のス
クロール10の回転軸22は、第2のハウジング
部材3内に設けられた軸受27と筒部4内に設け
られた軸受28とにより支持され、第2のスクロ
ール10と一緒に軸方向に移動しうるように取り
付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 5, the rotational shaft 21 of the first scroll 9 and the rotational shaft 22 of the second scroll 10 are eccentrically spaced with their centers O 1 and O 2 at a distance ε from each other. installed. A sealed chamber 3 formed between the wraps 13 and 14 is provided in the half of the rotating shaft 21 of the first scroll 9 on the end plate 11 side.
A gas discharge port 33 leading from the discharge chamber 6 to the discharge chamber 6 is provided. Further, the rotating shaft 21 of the first scroll 9 is supported by a bearing 23 provided in the boss portion of the first housing member 2 and a bearing 24 provided in the cylindrical portion 7 of the discharge chamber 6,
It is designed to be able to rotate at a fixed position in the axial direction,
And it is directly connected to the electric motor 29. Note that a pusher 25 having an oil supply hole 46 communicating with an oil supply pipe 45 is provided between the rotation shaft 21 of the first scroll 9 and the boss portion of the first housing member 2, and a pusher 25 is provided between the rotation shaft 21 of the first scroll 9 and the boss portion of the first housing member 2. A mechanical seal 26 is assembled between the cylindrical portion 7 and the end cover 8 attached thereto. On the other hand, the rotation shaft 22 of the second scroll 10 is supported by a bearing 27 provided in the second housing member 3 and a bearing 28 provided in the cylindrical portion 4, and together with the second scroll 10, It is mounted so that it can move axially.

前記摺動リング37,38のうちの、第2のハ
ウジング部材3と第2のスクロール10の端板1
2間に介装された摺動リング38には、その摺動
面に第2図に示されるごとく、円周方向に等間隔
をおいて複数個の油膜形成用の溝39が設けられ
ており、各溝39は第3図に拡大示されるよう
に、第2のスクロール10の回転方向aに長さl
が長くかつ回転方向aに向かつて深さを漸減する
くさび型に形成されている。また、この摺動リン
グ38は第4図に示されるように、第2のハウジ
ング部材3に形成された嵌合溝40に嵌合されて
いる。そして、摺動リング38と嵌合溝40の一
側部間にはシール部材41が組み込まれ、かつ摺
動リング38はガイドピン42に沿つて第2のス
クロール10の回転軸22の軸方向に摺動しうる
ように支持されている。さらに、前記摺動リング
38の背部にはガス圧が印加され、このガス圧の
作用で摺動リング38は第2のスクロール10の
端板12に密着しうるように構成されている。一
方、第1のハウジング部材2と第1のスクロール
9の端板11間に介装された摺動リング37は、
前記摺動リング38と上下対称に装着され、第1
のスクロール9の回転軸21の軸方向に摺動し、
かつ背部に印加されるガス圧の作用で第1のスク
ロール9の端板11に密着しうるように構成され
ていること、前記摺動リング38と同様である。
Of the sliding rings 37 and 38, the second housing member 3 and the end plate 1 of the second scroll 10
As shown in FIG. 2, a plurality of grooves 39 for forming an oil film are provided at equal intervals in the circumferential direction on the sliding surface of the sliding ring 38 interposed between the two. , each groove 39 has a length l in the rotational direction a of the second scroll 10, as shown enlarged in FIG.
It is formed into a wedge shape which is long and whose depth gradually decreases in the direction of rotation a. Moreover, this sliding ring 38 is fitted into a fitting groove 40 formed in the second housing member 3, as shown in FIG. A sealing member 41 is installed between the sliding ring 38 and one side of the fitting groove 40, and the sliding ring 38 extends along the guide pin 42 in the axial direction of the rotating shaft 22 of the second scroll 10. It is supported so that it can slide. Further, gas pressure is applied to the back of the sliding ring 38, and the sliding ring 38 is configured to come into close contact with the end plate 12 of the second scroll 10 due to the effect of this gas pressure. On the other hand, the sliding ring 37 interposed between the first housing member 2 and the end plate 11 of the first scroll 9 is
The sliding ring 38 is mounted vertically symmetrically, and
sliding in the axial direction of the rotating shaft 21 of the scroll 9,
It is similar to the sliding ring 38 in that it is configured so that it can be brought into close contact with the end plate 11 of the first scroll 9 by the action of gas pressure applied to the back.

而して、この実施例では前記摺動リング37に
より第1のスクロール9の端板11と第1のハウ
ジング部材2の内壁2′間に形成された密封空間
43に対して、前記摺動リング38により第2の
スクロール10の端板12と第2のハウジング部
材3の内壁3′間に形成された密封空間44を大
容積とし、第1、第2のスクロール9,10の端
板11,12に、ガス通孔35,36をラツプ1
3,14の巻き角度のほぼ同じ位置に設け、密閉
空間43,44のガス圧をほぼ同じにしても、第
2のスクロール10の端板12に作用する押圧力
を大きくなしうるように構成されている。
Accordingly, in this embodiment, the sliding ring 37 has a sealing space 43 formed between the end plate 11 of the first scroll 9 and the inner wall 2' of the first housing member 2. 38, the sealed space 44 formed between the end plate 12 of the second scroll 10 and the inner wall 3' of the second housing member 3 has a large volume, and the end plate 11 of the first and second scrolls 9, 10, 12, wrap the gas vents 35 and 36
3 and 14 at substantially the same winding angle positions, and even if the gas pressures in the sealed spaces 43 and 44 are made substantially the same, the pressing force acting on the end plate 12 of the second scroll 10 can be increased. ing.

前記潤滑系路は、二つの系路を有している。そ
の一つの系路は、第1図に示されるように、潤滑
油50が吐出チヤンバ6、給油管45およびブツ
シユ25に形成された給油孔46を通つて軸受2
3を潤滑し、ついで第1のスクロール9の端板1
1と第1のハウジング部材2の内壁2′間に形成
された密封空間43に入り、摺動リング37を潤
滑した後、摺動リング37と第1のスクロール9
の端板11間の隙間を経てハウジング1の内部に
入るようにしている。他の一つの系路は、同第1
図に示されるように、潤滑油50が吐出チヤンバ
6から該吐出チヤンバ6の筒部7に流れ、軸受2
4を潤滑し、ついで前記筒部7に設けられた給油
孔47、給油配管48および給油孔49を経て第
2のハウジング部材3の筒部4に入り、軸受2
7,28を潤滑した後、第2のスクロール10の
端板12と第2のハウジング部材3の内壁3′間
に形成された密封空間44に入り、摺動リング3
8を潤滑し、ついで摺動リング38と第2のスク
ロール10の端板12間の隙間を通り、ハウジン
グ1の内部に入るようにしている。そして、ハウ
ジング1の内部で合流した潤滑油は噴霧状態にさ
れ、オルダムリング17を潤滑するとともに、ガ
スと一緒に吸入口31から密閉室32に流れ、第
2のスクロール10のラツプ14と第1のスクロ
ール9の端板11との摺動面18と、第1のスク
ロール9のラツプ13と第2のスクロール10の
端板12との摺動面19とを潤滑した後、ガスと
一緒に第1のスクロール9の回転軸21に設けら
れた吐出ポート33を通つて吐出チヤンバ6に戻
され、ここで潤滑油はガスと分離されるようにな
つている。
The lubrication system path has two systems. In one system, as shown in FIG.
3 and then the end plate 1 of the first scroll 9
1 and the inner wall 2' of the first housing member 2, and after lubricating the sliding ring 37, the sliding ring 37 and the first scroll 9
It is arranged to enter the inside of the housing 1 through the gap between the end plates 11. Another route is the same route 1.
As shown in the figure, lubricating oil 50 flows from the discharge chamber 6 to the cylindrical portion 7 of the discharge chamber 6, and
4, and then enters the cylinder part 4 of the second housing member 3 through the oil supply hole 47, oil supply pipe 48 and oil supply hole 49 provided in the cylinder part 7, and the bearing 2
7, 28, enters the sealed space 44 formed between the end plate 12 of the second scroll 10 and the inner wall 3' of the second housing member 3, and the sliding ring 3
8 is lubricated, and then passes through the gap between the sliding ring 38 and the end plate 12 of the second scroll 10 and enters the interior of the housing 1. The lubricating oil that has merged inside the housing 1 is made into a spray state, lubricates the Oldham ring 17, and flows together with the gas from the suction port 31 to the sealed chamber 32, where it connects the lap 14 of the second scroll 10 and the first After lubricating the sliding surface 18 between the end plate 11 of the first scroll 9 and the sliding surface 19 between the lap 13 of the first scroll 9 and the end plate 12 of the second scroll 10, the second scroll 9 is lubricated with gas. The lubricating oil is returned to the discharge chamber 6 through a discharge port 33 provided on the rotating shaft 21 of the scroll 9 of No. 1, where the lubricating oil is separated from the gas.

前記実施例のスクロール流体機械は、圧縮機ま
たは膨張機としての機能を有しているが、圧縮機
としては次のように作用する。
The scroll fluid machine of the above embodiment has a function as a compressor or an expander, and functions as a compressor as follows.

電動機29を駆動すると、第1のスクロール9
の回転軸21を通じて駆動スクロールである第1
のスクロール9の回転駆動され、ついでこの回転
力がオルダムリング17を介して被駆動スクロー
ルである第2のスクロール10に伝達され、第
1、第2のスクロール9,10が互いに間隔ε、
偏心した位置で、同じ方向に回転操作される。
When the electric motor 29 is driven, the first scroll 9
The first scroll, which is driven through the rotating shaft 21 of
The rotational force of the scroll 9 is then transmitted via the Oldham ring 17 to the second scroll 10, which is the driven scroll, and the first and second scrolls 9, 10 are spaced apart from each other by a distance ε,
They are rotated in the same direction at eccentric positions.

前記第1、第2のスクロール9,10が回転操
作されると、第2のハウジング部材3に形成され
た吸入ポート30によりガスが吸入され、そのガ
スはハウジング1の内部に入り、ついで第2のス
クロール10に設けられた吸入口31を経て密閉
室32に入る。
When the first and second scrolls 9, 10 are rotated, gas is sucked through the suction port 30 formed in the second housing member 3, enters the inside of the housing 1, and then enters the second housing member 3. It enters the sealed chamber 32 through the suction port 31 provided in the scroll 10 .

そして、第5図Aに示されるガス吸入完了状態
より、第1、第2のスクロール9,10が平面か
ら見て反時計方向に回転操作されると、第5図
B,CおよびDに示されるように、密閉室32の
容積が逐次減少され、したがつてて密閉室32内
に吸入されたガスが圧縮される。
Then, when the first and second scrolls 9 and 10 are rotated counterclockwise when viewed from the top from the gas suction completion state shown in FIG. 5A, as shown in FIGS. 5B, C, and D. The volume of the sealed chamber 32 is gradually reduced so that the gas sucked into the sealed chamber 32 is compressed.

前記密閉室32の容積が最も減少した状態で
は、第5図Dに示されるごとく、密閉室32が吐
出ポート33に連通し、密閉室32内の圧縮ガス
が吐出ポート33から吐出チヤンバ6内に入り、
該吐出チヤンバ6が設けられた排出口34から排
出される。
When the volume of the sealed chamber 32 is the lowest, as shown in FIG. enter,
The discharge chamber 6 is discharged from the discharge port 34 provided therein.

前述のガスの圧縮過程で、密閉室32の圧力が
上昇し、第2のスクロール10に第1のスクロー
ル9から離脱させる方向の力が作用するが、圧縮
過程の途中で、第2のスクロール10の端板12
に設けられたガス通孔36から、第2のスクロー
ル10の端板12と第2のハウジング部材3の内
壁3′間に摺動リング38によつて形成された密
閉空間44内へガス圧が導入され、該密閉空間4
4内に吸入圧力よりも高く、吐出圧力よりも低い
適正な圧力が印加されるので、第2のスクロール
10の離脱を防止できかつ第1、第2のスクロー
ル9,10の摺動面18,19に過大な押圧力を
与えることなく、しかも第1、第2のスクロール
9,10の軸方向のシールを達成することができ
る。
During the gas compression process described above, the pressure in the sealed chamber 32 increases, and a force is applied to the second scroll 10 in the direction of separating it from the first scroll 9. However, during the compression process, the second scroll 10 end plate 12 of
Gas pressure flows from the gas passage hole 36 provided in the second scroll 10 into the closed space 44 formed by the sliding ring 38 between the end plate 12 of the second scroll 10 and the inner wall 3' of the second housing member 3. introduced into the closed space 4
Since an appropriate pressure higher than the suction pressure and lower than the discharge pressure is applied inside the scroll 4, detachment of the second scroll 10 can be prevented and the sliding surfaces 18 of the first and second scrolls 9, 10, It is possible to achieve sealing of the first and second scrolls 9 and 10 in the axial direction without applying an excessive pressing force to the scrolls 19.

この際、摺動リング37,38には当該第1、
第2のスクロール9,10の端板11,12に密
着させる方向にガス圧が作用するので、密閉空間
43,44のシールを確実に行うことができる。
At this time, the sliding rings 37 and 38 have the first,
Since the gas pressure acts in the direction of bringing the second scrolls 9, 10 into close contact with the end plates 11, 12, the sealed spaces 43, 44 can be reliably sealed.

前述のシール作用と同時に、第1のスクロール
9の端板11に設けられたガス通孔35から、第
1のスクロール9の端板11と第1のハウジング
部材2の内壁2′間に摺動リング37によつて形
成された密封空間43内にガス圧が導入され、こ
のガス圧により第1のスクロール9の回転軸21
を支持している軸受23,24のスラスト荷重を
大幅に軽減することができる。
Simultaneously with the above-mentioned sealing action, sliding occurs between the end plate 11 of the first scroll 9 and the inner wall 2' of the first housing member 2 through the gas passage hole 35 provided in the end plate 11 of the first scroll 9. Gas pressure is introduced into the sealed space 43 formed by the ring 37, and this gas pressure causes the rotation shaft 21 of the first scroll 9 to rotate.
The thrust load on the bearings 23 and 24 supporting the can be significantly reduced.

その間、吐出チヤンバ6内の潤滑油50が給油
管45、プツシユ25に設けられた給油孔46を
通つて第1のスクロール9の回転軸21の軸受2
3に供給され、該軸受23を潤滑した後、第1の
スクロール9の端板11と第1のハウジング部材
2の内壁2′間に形成された密閉空間43を経て
第1のスクロール9の端板11と摺動リング37
間に入り、該潤滑油により両部材間に油膜が形成
され、油膜形成後、潤滑油はハウジング1の内部
に流れる。
During this time, the lubricating oil 50 in the discharge chamber 6 passes through the oil supply pipe 45 and the oil supply hole 46 provided in the pusher 25 to the bearing 2 of the rotating shaft 21 of the first scroll 9.
3 and after lubricating the bearing 23, the end of the first scroll 9 passes through the sealed space 43 formed between the end plate 11 of the first scroll 9 and the inner wall 2' of the first housing member 2. Plate 11 and sliding ring 37
The lubricating oil forms an oil film between the two members, and after the oil film is formed, the lubricating oil flows into the housing 1.

そして、前記摺動リング37には油膜形成用の
くさび型の溝39が円周方向に等間隔をおいて設
けられているため、摺動リング37と第1のスク
ロール9の端板11間に確実に油膜が形成される
ので、前記端板11と摺動リング37との固体接
触をなくすことができ、したがつて摩擦損失を少
なくできるし、密封空間43からのガス漏れを非
常に少なくすることができる。
The sliding ring 37 is provided with wedge-shaped grooves 39 for forming an oil film at equal intervals in the circumferential direction, so that the sliding ring 37 and the end plate 11 of the first scroll 9 are provided with wedge-shaped grooves 39 at equal intervals in the circumferential direction. Since an oil film is reliably formed, solid contact between the end plate 11 and the sliding ring 37 can be eliminated, thereby reducing friction loss and greatly reducing gas leakage from the sealed space 43. be able to.

一方、前記吐出チヤンバ6内の潤滑油50は同
吐出チヤンバ6の筒部7に流れ、第1のスクロー
ル9の回転軸21の軸受24を潤滑した後、前記
筒部7に設けられた給油孔47、給油配管48、
第2のハウジング部材3の筒部4のエンドカバー
5に設けられた給油孔49を通つて前記第2のハ
ウジング部材3の筒部4に入り、第2のスクロー
ル10の回転軸22の軸受27,28を潤滑し、
ついで第2のスクロール10の端板12と第2の
ハウジング部材3の内壁3′間に形成された密閉
空間44に流れ、さらに摺動リング38と第2の
スクロール10の端板12間に入り、該潤滑油に
より両部材間に油膜が形成され、さらに潤滑油は
ハウジング1内に流れる。
On the other hand, the lubricating oil 50 in the discharge chamber 6 flows into the cylindrical portion 7 of the discharge chamber 6, lubricates the bearing 24 of the rotating shaft 21 of the first scroll 9, and then enters the oil supply hole provided in the cylindrical portion 7. 47, oil supply pipe 48,
The oil enters the cylinder part 4 of the second housing member 3 through the oil supply hole 49 provided in the end cover 5 of the cylinder part 4 of the second housing member 3, and enters the bearing 27 of the rotating shaft 22 of the second scroll 10. , 28;
It then flows into the sealed space 44 formed between the end plate 12 of the second scroll 10 and the inner wall 3' of the second housing member 3, and further enters between the sliding ring 38 and the end plate 12 of the second scroll 10. The lubricating oil forms an oil film between both members, and the lubricating oil also flows into the housing 1.

その際、前記摺動リング38にも油膜形成用の
溝39が設けられているので、確実に油膜が形成
され、該油膜により第2のスクロール10の端板
12と摺動リング38間の固定接触を防止できか
つ密閉空間44からのガス漏れを極めて少なくな
しうる。
At this time, since the sliding ring 38 is also provided with a groove 39 for forming an oil film, an oil film is reliably formed, and the oil film fixes the end plate 12 of the second scroll 10 and the sliding ring 38. Contact can be prevented and gas leakage from the closed space 44 can be extremely reduced.

前記ハウジング1内に流れた潤滑油は、オルダ
ムリング17を潤滑し、またガスと一緒に第2の
スクロール10の環状の周縁部15に設けられた
吸入口31を通つて密閉室32に入り、第1、第
2のスクロール9,10の摺動面18,19を潤
滑した後、密閉室32から吐出ポート33を通つ
て吐出チヤンバ6に環戻され、ここでガスと潤滑
油に分離され、潤滑油は吐出チヤンバ6内に貯え
られる。
The lubricating oil flowing into the housing 1 lubricates the Oldham ring 17 and enters the sealed chamber 32 together with the gas through the suction port 31 provided in the annular peripheral portion 15 of the second scroll 10. After lubricating the sliding surfaces 18 and 19 of the first and second scrolls 9 and 10, the sealing chamber 32 passes through the discharge port 33 and returns to the discharge chamber 6, where it is separated into gas and lubricating oil. Lubricating oil is stored in the discharge chamber 6.

なお、前記スクロール流体機械を膨張機として
使用するときは、第1、第2のスクロール9,1
0を第5図A〜Dに示される回転方向と逆方向に
回転操作すればよい。
Note that when the scroll fluid machine is used as an expander, the first and second scrolls 9, 1
0 may be rotated in a direction opposite to that shown in FIGS. 5A to 5D.

次に、第6図は本発明において使用する摺動リ
ングの他の実施例を示すもので、この実施例では
摺動リング38の摺動面側にチツプシール51を
取り付け、該チツプシール51を第2のスクロー
ル10の端板12に接触させている。前記チツプ
シール51は、テフロンまたはカーボン等の固体
潤滑性を有する材料で作られている。
Next, FIG. 6 shows another embodiment of the sliding ring used in the present invention. In this embodiment, a tip seal 51 is attached to the sliding surface side of the sliding ring 38, and the tip seal 51 is attached to the second embodiment. The end plate 12 of the scroll 10 is brought into contact with the end plate 12 of the scroll 10. The tip seal 51 is made of a solid lubricating material such as Teflon or carbon.

この実施例に示される摺動リングは、油膜形成
用の溝を省略しても、チツプシール51の潤滑作
用によつて、第5図に示される摺動リングと同様
の潤滑機能を発揮しうる外は、前記第5図に示さ
れるものと同様であり、上下対称に組み付けるこ
とによつて第1のスクロール9の第1のハウジン
グ部材2の内壁2′間に介装し、使用できること
も第5図に示されるものと同様である。
The sliding ring shown in this embodiment can exhibit the same lubrication function as the sliding ring shown in FIG. is similar to that shown in FIG. 5, and it is also possible to use it by interposing it between the inner wall 2' of the first housing member 2 of the first scroll 9 by assembling it vertically symmetrically. Similar to that shown in the figure.

なお、摺動リングと嵌合溝間に圧縮ばねを設
け、摺動リングを当該第1、第2のスクロール
9,10の端板11,12に圧接させるようにし
てもよい。
Note that a compression spring may be provided between the sliding ring and the fitting groove so that the sliding ring is brought into pressure contact with the end plates 11 and 12 of the first and second scrolls 9 and 10.

また、図示実施例ではガス通孔35,36を、
第1、第2のスクロール9,10のラツプ13,
14の巻き角度のほぼ同じ位置に設け、第2のス
クロール10の端板12と第2のハウジング部材
3の内壁3′間に形成された密閉空間44の容積
を、第1のスクロール9の端板11と第1のハウ
ジング部材2の内壁2′間に形成された密閉空間
43の容積よりも大きくし、第2のスクロール1
0の端部12に印加する押圧力を大きくなしうる
ようにしているが、密閉空間43,44の容積を
同一にし、第2のスクロール10の端板12と第
2のハウジング部材3の内壁3′間に形成された
密閉空間44に通ずるガス通孔36を、第1のス
クロール9の端板11と第1のハウジング部材2
の内壁2′間に形成された密閉空間43に通ずる
ガス通孔35よりも、ラツプの巻き始め位置寄り
に設け、前記密閉空間44に高いガス圧を導入す
るようにしてもよい。
In addition, in the illustrated embodiment, the gas vents 35 and 36 are
Lap 13 of the first and second scrolls 9, 10,
14, and the volume of the sealed space 44 formed between the end plate 12 of the second scroll 10 and the inner wall 3' of the second housing member 3 is equal to that of the end of the first scroll 9. The volume of the sealed space 43 formed between the plate 11 and the inner wall 2' of the first housing member 2 is larger than that of the second scroll 1.
However, the volumes of the sealed spaces 43 and 44 are made the same, and the end plate 12 of the second scroll 10 and the inner wall 3 of the second housing member 3 are made to have the same volume. The end plate 11 of the first scroll 9 and the first housing member 2
It may be arranged closer to the winding start position of the wrap than the gas passage hole 35 communicating with the sealed space 43 formed between the inner walls 2' of the wrap, so as to introduce a high gas pressure into the sealed space 44.

本発明は、以上説明した構成、作用のもので、
本発明によれば第1、第2のスクロールを互いに
偏心位置に設けた回転軸を介して同じ方向に回転
させる型式を採用しているので、高速回転用およ
び大型用として優れた効果を有する。
The present invention has the configuration and operation described above,
According to the present invention, since the first and second scrolls are rotated in the same direction via rotating shafts provided at eccentric positions relative to each other, excellent effects are obtained for high-speed rotation and large-sized applications.

また、本発明では第1のスクロールの端板とこ
れに対向するハウジングの内壁との間、および第
2のスクロールの端板とこれに対向するハウジン
グの内壁との間に、それぞれシール機能を有する
摺動リングで密閉空間を形成し、ガスの圧縮また
は膨張過程の途中で当該密閉空間にガス圧を導入
するようにしているので、第1、第2のスクロー
ルの軸方向に適正なシール圧を付与でき、しかも
前記ガス圧により第1、第2のスクロールの回転
運動を安定化できるので、高効率および高信頼化
を図りうる効果もある。
Further, in the present invention, a sealing function is provided between the end plate of the first scroll and the inner wall of the housing opposing this, and between the end plate of the second scroll and the inner wall of the housing opposing this. Since a sealed space is formed by the sliding ring and gas pressure is introduced into the sealed space during the gas compression or expansion process, an appropriate sealing pressure can be maintained in the axial direction of the first and second scrolls. Moreover, since the rotational motion of the first and second scrolls can be stabilized by the gas pressure, there is an effect that high efficiency and high reliability can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の縦断正面図、第2
図は密閉空間形成用の摺動リングの底面図、第3
図は第2図の−線から見た一部拡大断面図、
第4図は摺動リングの介装状態の縦断拡大断面
図、第5図A〜Dは第1、第2のスクロールの平
面から見た作用説明図、第6図は摺動リングの他
の実施例を示す縦断拡大断面図である。 1……ハウジング、2,3……第1、第2のハ
ウジング部材、2′,3′……第1、第2のハウジ
ング部材の内壁、6……吐出チヤンバ、9,10
……第1、第2のスクロール、11,12……第
1、第2のスクロールの端板、13,14……同
ラツプ、17……オルダムリング、21,22…
…第1、第2のスクロールの回転軸、O1,O2
…回転軸の中心、ε……回転軸の間隔、29……
電動機、32……密閉室、35,36……第1、
第2のスクロールの端板に設けられたガス通孔、
37,38……摺動リング、39……摺動リング
に設けられた油膜形成用の溝、43……第1のス
クロールの端板と第1のハウジング部材の内壁間
に形成された密閉空間、44……第2のスクロー
ルの端板と第2のハウジング部材の内壁間に形成
された密閉空間、51……摺動リングに設けられ
たチツプシール。
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a bottom view of the sliding ring for forming a sealed space.
The figure is a partially enlarged sectional view taken from the - line in Figure 2.
Fig. 4 is an enlarged longitudinal sectional view of the sliding ring in its interposed state, Figs. FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view showing an example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Housing, 2, 3... First and second housing members, 2', 3'... Inner walls of first and second housing members, 6... Discharge chamber, 9, 10
...First and second scrolls, 11, 12... End plates of first and second scrolls, 13, 14... Same lap, 17... Oldham ring, 21, 22...
...Rotation axes of the first and second scrolls, O 1 , O 2 ...
...Center of rotation axis, ε... Distance between rotation axes, 29...
Electric motor, 32... sealed room, 35, 36... first,
a gas vent provided in the end plate of the second scroll;
37, 38... Sliding ring, 39... Groove for forming an oil film provided in the sliding ring, 43... Sealed space formed between the end plate of the first scroll and the inner wall of the first housing member , 44...A closed space formed between the end plate of the second scroll and the inner wall of the second housing member, 51...A tip seal provided on the sliding ring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ハウジングの内部に、端板にインボリユート
またはこれと類似する曲線からなる渦巻状のラツ
プを形成した第1、第2のスクロールを、互いに
ラツプをかみ合わせて収納するとともに、第1、
第2のスクロールを、各端板に互いに偏心位置に
設けた回転軸を介して同じ方向に回転しうるよう
に設置したスクロール流体機械において、前記第
1のスクロールの端板とこれに対向するハウジン
グの内壁との間、および前記第2のスクロールの
端板とこれに対向するハウジングの内壁との間
に、それぞれシール機能を有する摺動リングで密
閉空間を形成し、さらに第1、第2のスクロール
の端板に、ガスの圧縮または膨張過程の途中で当
該密閉空間にガス圧を導入するガス通孔を設けた
ことを特徴とするスクロール流体機械。 2 前記第1、第2のスクロールの端板に当該摺
動リングを密着させうるよう、各摺動リングにガ
ス圧を作用させるように構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のスクロール流体機
械。
[Scope of Claims] 1. A first scroll and a second scroll having a spiral wrap formed of an involute or a similar curve on the end plate are housed inside the housing with the wraps interlocking with each other, and 1,
In a scroll fluid machine in which a second scroll is installed so as to be able to rotate in the same direction via rotation shafts provided eccentrically to each end plate, the end plate of the first scroll and a housing opposite thereto. A sealed space is formed by a sliding ring having a sealing function between the end plate of the second scroll and the inner wall of the housing opposite thereto, and further between the end plate of the second scroll and the inner wall of the housing facing the second scroll. A scroll fluid machine characterized in that a gas vent is provided in the end plate of the scroll for introducing gas pressure into the sealed space during the gas compression or expansion process. 2. According to claim 1, the structure is such that gas pressure is applied to each sliding ring so that the sliding ring can be brought into close contact with the end plates of the first and second scrolls. scroll fluid machine.
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