JPH0742953B2 - スクロール式流体機械 - Google Patents

スクロール式流体機械

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JPH0742953B2
JPH0742953B2 JP59063305A JP6330584A JPH0742953B2 JP H0742953 B2 JPH0742953 B2 JP H0742953B2 JP 59063305 A JP59063305 A JP 59063305A JP 6330584 A JP6330584 A JP 6330584A JP H0742953 B2 JPH0742953 B2 JP H0742953B2
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JP
Japan
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fluid
scroll
suction chamber
fluid machine
working fluid
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JP59063305A
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JPS60209690A (ja
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直起 前田
信勝 荒井
正人 池川
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/042Heating; Cooling; Heat insulation by injecting a fluid

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクロール式流体機械に係り、特にクリーン
な作動流体を必要とするスクロール式流体機械に関す
る。
〔従来の技術〕
第1図に従来のスクロール流体機械を示す。空気圧縮機
の場合、固定スクロール部材1と旋回スクロール部材2
とによって形成される密閉空間の温度は、ガスの圧縮に
伴い発生する熱により高温となる。例えば、吸込温度20
℃、吐出圧力7kg/cm2gの条件で断熱圧縮として、冷却を
行わない場合、最高温度で約250℃に達する。そして、
この密閉空間内の熱が固定スクロール部材1,旋回スクロ
ール部材2に伝わり、吸込室13の内壁の温度も上昇す
る。その結果、吸込室13の内の作動流体が加熱され、高
温部の作動流体の温度レベルがさらに上昇する原因とな
る。
また、吸込室13の内壁から加熱されるだけでなく、高圧
側の密閉空間から吸込室13へ高温の作動流体が漏れるこ
とによっても、吸込室13内の作動流体が加熱される。こ
のようにして、吸込室13内の作動流体が加熱されると、
体積効率は加熱度10℃に対して2〜3%の割合で低下す
る。したがって、吸込室13内の温度を下げることは、性
能の向上といった点できわめて重要である。
前述の吸込室13の内壁から作動流体が加熱される場合、
これに対処する従来の方法に特開昭58−10178号公報が
ある。第2図、第3図にこの例を示す。これは、空気圧
縮機において、空気吸込管22を断熱材21を介在して圧縮
機本体の吸込孔に連結し、作動流体の温度上昇を防いだ
ものである。又、実開昭58−146895号公報には、ファン
室5内に設けられた多翼ファンにより、吸気口から外部
空気をクランク室内に吸込み常時還流させることにより
旋回スクロールの背面、ケーシング内部、軸受を冷却す
るようにしたスクロール圧縮機が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
特開昭58−10178号公報に記載のものは、前述の高圧側
の密閉空間から吸込室13へ漏れる高温の作動流体に対し
ては効果がない。
又、実開昭58−146895号公報に記載のものは吸気口でク
ランク室内に吸込まれる側と吸込み口側に分岐されるも
のであって吸込温度の上昇を抑えることは配慮されてい
ないものであった。
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解消し、
流体機械の吸込室内部の作動流体の温度上昇を防止し、
体積効率向上及び圧縮行程におけるガス温度低下を図
り、かつ、吐出温度低下と流体機械全体、すなわちスク
ロール部材と軸受等の温度レベルの低下を図ることがで
きるスクロール式流体機械を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明のスクロール式流体機
械は、インボリュートまたは、円弧の組み合わせによる
曲線で形成されたラップを有する固定スクロール部材と
旋回スクロール部材とをかみ合わせ、旋回スクロール部
材を、自転を阻止しながら旋回運動させ、前記固定、旋
回両スクロール部材により形成された密閉空間を移動さ
せ、密閉空間内の流体を移動させるスクロール式流体機
械において、前記固定スクロールに設けられた吸込室
と、該吸込室へ流体機械固有の循環流量より過剰な作動
流体を強制的に過給する手段と、前記固定スクロールに
設けられた吸込室と前記旋回スクロールの背面室に設け
られた空間とを連通する流体通路を設けるとともに、前
記過給する手段により過給された作動流体の一部を前記
吸込室から前記空間へ移送し、かつ排出あるいは循環さ
せるように形成したことを特徴とするものである。
〔作用〕
吸込室内部の作動流体は、作動室から漏れる高温・高圧
の作動流体によって加熱されたり、吸込室内壁からの熱
伝達、熱伝導によって加熱されるために、作動室へ吸込
まれる前に温度が上昇し、膨張するため、実際の循環流
量は吸込前の温度における循環流量よりも減少する。つ
まり、みかけ上体積効率が減少したことになる。また、
吸込温度が上昇したために、例えば圧縮機の場合、吐出
温度も上昇し、流体機械全体の温度レベルが上昇するこ
とになり、信頼性低下の原因となる。
上記のように構成しているので、吸込室へ流体機械固有
の循環流量より過剰な作動流体を供給し、作動室から漏
れる高温・高圧の作動流体が吸込室内へ持ち込む熱量
や、吸込室内壁から伝わる熱量を過剰に供給した作動流
体で外部へ持ち去ることができる。
したがって、吸込室内の作動流体の温度を下げることが
可能となり、その結果、流体機械全体の温度レベルも下
げることが可能となる。これによって、流体機械を理想
的な状態で作動させることができ、信頼性及び効率の向
上を図ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明をスクロール圧縮機に適用した実施例を図
面に基づいて説明する。第4図は本発明によるスクロー
ル形圧縮機の一実施例を示し、1は固定スクロール、2
は旋回スクロールを示している。前記固定スクロール1
は、端板1−aの一面に厚さがほぼ一定のうず巻形ラッ
プ1−b及び、これをおおうように設けた環状ハウジン
グ20を直立させている。また端板1−aのほぼ中央部に
圧縮ガスを吐出させるための吐出孔7を、かつ環状ハウ
ジング20の外周に吸入ガスを吸込むための吸込孔6をそ
れぞれ穿設している。前記旋回スクロール2は、端板2
−aの一面に厚さがほぼ一定のうず巻形ラップ2−bを
直立させている。そして、両スクロール1,2は、互いに1
80度角度をずらされ、かつ互いにラップ1−b,2−bを
内側に向けて組み合わされている。3は旋回スクロール
2を公転運動させるクランク軸で、そのクランク軸3は
旋回スクロール2のボス9に設けた旋回軸受10と固定ス
クロール1と一体化されたフレーム4に設けた軸受8と
により支承されている。5はクランク軸3に取り付けた
バランスウエイト、12は旋回スクロール2の自転防止機
構で、旋回スクロール2とフレーム4との間に関連して
係止されている。
図中14は環状ハウジング20の内側に形成された吸込室13
に過給された作動流体を旋回スクロール2とフレーム4
で形成される空間へ導く、通路手段である。この実施例
の場合、フレーム4の内部にクランク軸3に結合された
ファン15(移送手段ともいう)が組み込まれ、吸込室13
に過給された作動流体は、通路手段14を通り、フレーム
4の中に導入され、排出孔16から、外部へ排出される。
作動流体によって吸込室13の内壁が冷却され、また、吸
込室13の中の熱を奪った過剰な作動流体は、ファン15に
よって常に吸い出される。したがって、吸込室13には、
過給された時に近い温度の作動流体が存在することにな
る。作動流体が吸込室13の中に加熱され20℃温度が上昇
するとき、これによって体積効率は数%低下することか
ら、上述の吸込室13内の冷却によって確実に性能向上を
図ることができることになる。
第5図は本発明の他の実施例を示し、第4図と異なるの
は、作動流体の通路14をフレーム4の旋回スクロール2
の端板の端部支持部に形成した点である。この実施例に
よれば、図4の実施例に比べて製作が容易となる。
第6図も本発明の他の実施例を示し、第4図と異なるの
は、作動流体の循環経路を閉ループで構成し、外部作動
流体供給源17を設けたことである。ここで、フレーム4
と補助軸受11を有した端板で軸受ハウジングが構成され
ている。この実施例によれば、作動流体の循環経路を閉
ループで構成したために、圧縮機を半密閉形化すること
が可能になる。また、大気開放状態で作動流体を過給す
ると、大気中のごみを圧縮機内部に吸い込む可能性があ
り、この実施例によって圧縮機の半密閉形化だけでな
く、内部の清浄化も可能となる。循環する過剰な作動流
体の冷却は、外部循環系路に設けられた外部冷却手段18
によって行われ、これによって、過給する作動流体の温
度を常に一定に保つことができる。また、第6図におい
て、モータをフレーム4の内部に組み込むことによっ
て、圧縮機の全密閉形化も可能となる。この場合、軸受
ハウジング内をモータ室ともいう。
また、第6図において、吸込室13へ供給する過剰な作動
流体の温度を外部冷却手段18の冷却量を調節することに
よって、吸込室13内の作動流体の温度を調節することが
できる。これによって、少量かつ、定量の過剰な作動流
体によって、所定の冷却効果を得ることができる。
第7図も本発明の他の実施例を示し、第4図と異なるの
は、作動流体の過給が外部冷却ファン19によって行われ
ている点である。この実施例によれば、本体をコンパク
トにすることができ、また、外部ファンであるために、
作動流体の過給量を調節することによって、吸込室13の
雰囲気温度に応じた冷却量の調節が可能となる。
以上の実施例には、作動流体の取り入れ口にフィルター
を設けた例は示していないが、作動流体及び、過給作動
流体の清浄化を図るために、フィルター通過後の作動流
体を吸込室へ導入するとよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、吸込室へ流体機
械固有の循環流量より過剰な作動流体を強制的に過給し
て、過給された作動流体の一部を前記吸込室から前記空
間へ移送しているので、吸込室内の作動流体の温度上昇
を防止でき、かつ流体機械全体の温度を下げることがで
きるので、性能及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例として示したスクロール圧縮機の縦断面
図、第2図はスクロールラップの平面図、第3図は従来
例として示したスクロール圧縮機の吸込部の拡大断面
図、第4図は本発明の第1の実施例の縦断面図、第5図
は本発明の第2の実施例の要部の拡大断面図、第6図は
本発明の第3の実施例の要部の拡大断面図、第7図は本
発明の第4の実施例の縦断面図である。 1……固定スクロール、1a……固定端板、1b……固定う
ず巻形ラップ、2……旋回スクロール、2a……旋回端
板、2b……旋回うず巻形ラップ、3……クランク軸、4
……フレーム、5……バランスウェイト、6……吸込
孔、7……吐出孔、8……主軸受、9……旋回スクロー
ルボス部、10……旋回軸受、11……補助軸受、12……自
転防止機構、13……吸込室、14……冷却流体通路、15…
…ファン、16……冷却流体排出孔、17……外部冷却流体
供給源、18……外部冷却手段、19……外部ファン、20…
…環状ハウジング、21……断熱材、22……空気吸込管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池川 正人 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (56)参考文献 実開 昭58−146895(JP,U)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インボリュートまたは、円弧の組み合わせ
    による曲線で形成されたラップを有する固定スクロール
    部材と旋回スクロール部材とをかみ合わせ、旋回スクロ
    ール部材を、自転を阻止しながら旋回運動させ、前記固
    定、旋回両スクロール部材により形成された密閉空間を
    移動させ、密閉空間内の流体を移動させるスクロール式
    流体機械において、前記固定スクロールに設けられた吸
    込室と、該吸込室へ流体機械固有の循環流量より過剰な
    作動流体を強制的に過給する手段と、前記固定スクロー
    ルに設けられた吸込室と前記旋回スクロールの背面室に
    設けられた空間とを連通する流体通路を設けるととも
    に、前記過給する手段により過給された作動流体の一部
    を前記吸込室から前記空間へ移送し、かつ排出あるいは
    循環させるように構成したことを特徴とするスクロール
    式流体機械。
  2. 【請求項2】前記流体通路を前記旋回スクロールの端板
    の反ラップ側の面に形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式流体機械。
  3. 【請求項3】前記流体通路をフレームの前記旋回スクロ
    ールの端板の端部支持部に形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式流体機械。
  4. 【請求項4】流体機械の吸込室へ吸入された作動流体を
    吸込室からの流体通路から流体機械の軸受ハウジング内
    (モータ室)に導き、さらにこれを冷却手段を有した流
    体機械外部の流体通路を介して、再び吸込室へ吸入する
    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
    ル式流体機械。
  5. 【請求項5】前記過給する手段が流体機械内部に旋回ス
    クロールの駆動軸に結合して設けられたファンであっ
    て、吸込室への作動流体の吸入を行うことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のスクロール式流体機械。
  6. 【請求項6】吸込室への作動流体の吸入量を調節する手
    段を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のスクロール式流体機械。
  7. 【請求項7】吸込室へ吸入する作動流体の温度を調節す
    る手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のスクロール式流体機械。
JP59063305A 1984-04-02 1984-04-02 スクロール式流体機械 Expired - Lifetime JPH0742953B2 (ja)

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JPS60209690A JPS60209690A (ja) 1985-10-22
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