JPH04214979A - スクロールコンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転ポンプすなわちス
クロール型のコンプレッサに係り、特にスクロールの一
つの中心位置に改善された高圧ポートを有するスクロー
ル型コンプレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロールコンプレッサは、原理的には
数十年前から知られている。一般にスクロール型コンプ
レッサまたはそれと類似の機械は、一対の噛み合いスク
ロールから構成されている。それぞれのスクロールは、
それぞれの基板に設けられた類似形状のインボリュート
形状の螺旋ラップを有する。通常、一方のスクロールは
固定され、他方のスクロールは回転するのではなく、軌
道を旋回するようになっている。また、その他方のスク
ロールは、回転しないように、オルダムリングまたは他
の回転防止構造によって保持されてる。幾つかの型のも
のでは、両方のスクロールが、偏心している軸上で同期
して回転するようになっている。それらの２個のインボ
リュート形状のラップ壁は、三ヶ月型容積を形成する。 その容積は、旋回スクロールが回転するに従って、外側
から噛み合いスクロールの中心に向かって移動しながら
、徐々に小さくなって行く。冷媒気体などの圧縮可能な
流体は、螺旋ラップの周囲に導入され、装置の旋回動作
と共にその流体が移動されながら圧縮される。圧縮され
た流体は、その後、中心で放出される。圧縮された流体
を中心に導き、その膨張により装置を駆動することによ
って、スクロール機械をモータとして使用することがで
きる。

【０００３】従来のスクロールコンプレッサでは、静止
スクロールを通るように機械加工されている排出口は、
その形状が円形であり、スクロール自体の幾何学的形状
によって、その直径が制限される。小さい排出口は、オ
リフィスすなわち制限器として作用し得、その流体流に
対する抵抗によって出力圧力を減少させ得る。排出口の
直径を大きくしようとする試みが、米国特許第４，４９
８，８５２号に開示されている。そこでは、中心に固定
スクロールを通る大きな穴が開けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の米国特許に開示
された穴は、背部すなわちラップの反対側が機械加工さ
れなければならない。従って、製造に際し、スクロール
を反転させ、そして正確に位置付けるための付加的な製
造工程が含まれる。その大きな穴は部分的に螺旋ラップ
中に開けられるので、気体の圧力が最も高い中心にある
ラップ壁が弱められる。また、この点の薄い残りのラッ
プ壁は、機械誤差に対して小さなマージンのみが残され
ている。背部からの穴開けにおける固有の問題と結び付
けられたこの事実は、この設計に対し大きなスクラップ
率を導く。

【０００５】本発明の目的は、スクロールコンプレッサ
の出口圧力の減少が小さい比較的大きな排出口を有する
スクロールコンプレッサを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、スクロールコンプレッサは、偏心軸が平行に配置
されている一対のかみ合いスクロールを有する。それぞ
れのスクロールは、スクロール板すなわちディスクと、
そのスクロール板から他のスクロール方向へ延びている
螺旋すなわちインボリュ−ト形状のラップを有する。一
対のスクロールは、電動機によって駆動され、旋回動作
を行う。すなわち、一つのスクロールが、他のスクロー
ルに関して一定の方位角を維持しながら、他のスクロー
ルの軸回りを旋回する。好適な実施例においては、一つ
のスクロールは、コンプレッサ内に固定され、他のスク
ロールは、オルダムリング等の回転防止装置によって回
転しないように保持され、偏心クランクによって駆動さ
れる。または、両方のスクロールが、それぞれの軸上で
同期して回転するよう駆動され得る。冷媒または他の圧
縮される流体は、かみ合っている一対のスクロールの周
囲に引き込まれる。その流体は中心方向へ動くポケット
に捕獲され、旋回動作によってその大きさが収縮される
。その流体は、それがスクロールの中心に達するまで圧
縮される。

【０００７】高圧排出口は、スクロールの一つ、例えば
固定スクロールの中心に設けられており、そこから圧縮
流体をリザーバ（溜め）中に放出する。そこから、圧縮
流体は、例えば冷凍機や空調機のコンデンサに入れられ
る。

【０００８】スクロール面の中心から高圧出口にかけて
の開口の大きさを大きくするために、従って、流れに対
する抵抗を低減し、そして効率を増大させるために、そ
の開口は楕円すなわち長円形をしている。この開口は、
スクロール板面上の出口が長円形になるように、軸に対
して所定の角度を持つ対角線上で穴を開けることによっ
て、容易に作られる。その出口は、ラップ側から機械工
具によって対角線に穴開けされ得る。また、その排出口
は、極めて重要な圧力面、すなわちラップ壁に損傷を与
えないように穴開けされ得る。

【０００９】

【作用】スクロールの軸に対して或る角度を持たせて、
円形状の穴をドリルで機械加工することによって長円形
の出口が作り出される。その穴は、スクロール板の前部
すなわちラップ側から機械で簡単に加工できる。本発明
の穴すなわち排出口は、斜めに形成され、従来の円形よ
りも大きな面積を持たせることができるので、排出口に
おける圧力損失が少ない。

【００１０】

【実施例】図面を参照しながら、本発明の実施例につい
て説明する。図１は、スクロールコンプレッサ１０の作
動部を示している。可動すなわち旋回スクロール１２は
、固定スクロール１４の軸回りに旋回するようになって
いる。固定スクロール１４は、コンプレッサの外側シェ
ル１６に強固に取り付けられている。回転防止装置すな
わちオルダムリング１８は、２個のスクロール１２及び
１４が互いに一定の方位角に維持されるように、可動ス
クロール１２を回転に対抗して保持する。

【００１１】固定スクロール１４は、その上に螺旋すな
わちインボリュ−ト形状のラップ２２があるスクロール
板すなわちディスク２０を有する。そのラップの壁は、
板２０の中心にある排出口２４まで螺旋状をなすと共に
、板２０に垂直に設けられている。

【００１２】可動すなわち旋回スクロール１２は、その
上にラップ２２と同様のラップ２８を有する板２６から
形成されている。このラップ２８は、２個のラップ２２
及び２８が互いにかみ合うように、反転されている。偏
心駆動クランク３０は、クランク３０が回転されるとき
、旋回スクロール板２６の牡駆動スタブ３２を駆動する
ように回転する。スクロール１２及び１４の旋回動作は
、かみ合っているラップ２２及び２８の間に、三日月と
呼ばれる三日月形状のポケットすなわち容積を形成する
。旋回動作によって、これらの三日月状ポケットが２個
のスクロールの周囲からその中心に向かって移動する。 そのポケットは、中心に近づくに従って小さくなって行
く。コンプレッサ１０において、冷媒気体は、かみ合い
スクロール１２及び１４の周囲に流入し、これらの三日
月状ポケットに捕獲されるようになる。ポケットは、気
体をディスクの中心に運び、それを圧縮する。その後、
圧縮された気体は、排出口２４から放出される。

【００１３】排出口２４の大きさは、コンプレッサの効
率全体に影響を及ぼす要素の一つである。排出口領域は
、典型的には、固定スクロール１４の中心に円形の穴を
開けることによって、簡単に形成される。図２に示され
る如く、典型的な排出口３６は、ラップ２２及び２８間
の中心に形成されているポケットの全断面積よりもかな
り小さい面積を有する。前述したように、この円形状の
排出口３６は圧縮された気体の流れに対して抵抗を与え
、その結果、背圧をもたらす。そのことがコンプレッサ
の効率を落とす原因になっている。

【００１４】図３に、排出口の面積を大きくする例が示
されている。そこでは、排出口３８が、固定スクロール
２０の背部に穴開けされている。また、この出口を形成
する工程は固定スクロールラップ２２をその中心で切り
取ることである。これは、非常に大きな開口を出口に作
り出すが、壁２２の部材の一部が取り除かれる。これは
、スクロールラップ２２の高圧部分に弱い部分を作り出
す。また、大きな出口３８は、スクロール１４の逆側す
なわち後側から機械加工されるので、出口を作る際に、
製造中にスクロール加工品を裏返し、正確に再配置する
必要がある。もし、反転されたスクロールの位置が、少
しでも許容範囲を外れていると、出口３８が壁２２を貫
通し、かなり高価な加工品をスクラップにしてしまう。

【００１５】本発明では、図４に示されることく、スク
ロール１４の軸に対して或る角度を持たせて、円形状の
穴をドリルで機械加工することによって長円形の出口４
０が作り出される。その穴は、スクロール板２０の前部
すなわちラップ側から機械加工される。この加工は、加
工品または機械工具のいずれか一方を単に傾け、その後
穴を正確に中心に位置付けるだけで実施され得る。図５
に示すごとく、出口２４は回転軸４４に取り付けられた
中ぐりバイト４２を用いて加工される。図示のごとく、
中ぐりバイト４２はスクロール板２０の面すなわちラッ
プ側から或る角度をもって出口２４を切断する。軸４４
の傾斜角度は開口４０に対する所望の幾何学的形状に基
づいて選択される。すなわち、中ぐりバイトの直径に等
しい開口４０のマイナ−軸は、傾斜角の余弦によってメ
イジャ−軸に関連付けられる。

【００１６】図５の装置では、中ぐりバイト４２によっ
て、板２０の付け根近くで、ラップ２２の小部分が切り
取られた。しかし、図６に示されるごとく、長円形の開
口の一端がラップ２２の壁に隣接するが、ラップに切り
込まないようにして、板２０を通るように穴開けするこ
とによって、排出口２４′を形成し得る。

【００１７】

【発明の効果】本発明の排出口は、斜めに形成され、従
来の円形よりも大きな面積を持たせることができるので
、排出口における圧力損失の少ないスクロールコンプレ
ッサが得られる。

【００１８】また、スクロールのラップ側から容易に機
械加工でき、その製造が極めて簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスクロールコンプレッ
サの部分断面図である。

【図２】従来技術のスクロールコンプレッサの排出口の
部分概略平面図である。

【図３】従来技術のスクロールコンプレッサの排出口の
部分概略平面図である。

【図４】一実施例に係るスクロールコンプレッサの排出
口の概略平面図である。

【図５】コンプレッサの固定スクロールの一部分の断面
図であって、一実施例に係る排出口の形成方法を表して
いる図である。

【図６】他の実施例に係る排出口を示している断面図で
ある。

【符号の説明】

１０　　スクロールコンプレッサ １２　　旋回スクロール １４　　固定スクロール １６　　外側シェル １８　　オルダムリング ２０　　スクロール板 ２２　　ラップ ２４、３６、３８　　排出口 ２６　　旋回スクロール板 ２８　　ラップ ３０　　偏心駆動クランク ３２　　牡駆動スタブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　各スクロールがスクロール板及び該ス
   クロール板の面状にある螺旋状のラップを有する、平行
   な偏心軸上に配置された一対のかみ合っているスクロー
   ルと、上記スクロールの一方を、他方のスクロールに関
   して一定の方位角に維持しながらその他方のスクロール
   の軸回りに旋回させるための駆動手段とを有しており、
   上記一対のスクロールの周囲に流入した圧縮可能な流体
   が、上記一方のスクロールが他方のスクロールを旋回す
   るに従って移動すると共に、上記スクロールのかみ合っ
   ているラップによって形成される一つ以上のポケット内
   で圧縮され、圧縮された流体が上記スクロールの一つの
   スクロール板の中心に設けられている排出口から放出さ
   れるように構成されたスクロールコンプレッサにおいて
   、上記排出口が、上記スクロールの板面の中心に長円形
   の開口を形成するように、上記スクロール板面の表面か
   ら背面に向かって対角線状に形成されていることを特徴
   とするスクロールコンプレッサ。