JPH08219067A - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JPH08219067A
JPH08219067A JP3039595A JP3039595A JPH08219067A JP H08219067 A JPH08219067 A JP H08219067A JP 3039595 A JP3039595 A JP 3039595A JP 3039595 A JP3039595 A JP 3039595A JP H08219067 A JPH08219067 A JP H08219067A
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swivel
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Akira Suzuki
昭 鈴木
Kazuaki Shiiki
和明 椎木
Isamu Kawano
勇 川野
Shigeru Machida
茂 町田
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Abstract

(57)【要約】 【構成】オイルフリースクロール圧縮機の旋回スクロー
ル3の鏡板3aに旋回スクロールの外周部から中心部に
向かって貫通する冷却用孔7を設ける。この冷却用孔両
端部における差圧(約100mmAq)を利用し自分の吸入空気
を通過させ、旋回スクロールを冷却する。 【効果】ダブルスクロ−ル形圧縮機のように旋回スクロ
ールが内部にある場合でも、旋回スクロールを直接冷却
でき、その温度を大幅に低下できる。この結果、スクロ
ール間ギャップを小さくでき、圧縮機性能を向上でき
る。また、チップシールの摩耗寿命も向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は空気圧縮機や冷凍・空調
用圧縮機として使用されるスクロ−ル圧縮機に関し、特
に大形のスクロ−ル圧縮機を実現するのに好適な両側に
ラップを有する構造で、無潤滑で気体を圧縮し、一般産
業用、すなわち、食品工業、医薬品製造、半導体製造装
置のクリ−ンル−ム、空気搬送装置などの分野に好適な
スクロ−ル圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】特開昭63−125188号公報に開示
されている無給油式スクロール圧縮機のように、従来の
スクロール圧縮機の冷却方法としては、固定スクロール
に冷却用フィンを設け、スクロールの外側より冷却する
方式を採用していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】吐出圧力が0.7〜
0.85 MPa となるような大形の空気圧縮用オイルフ
リースクロール圧縮機で、圧縮過程に冷却媒体を持たな
い従来形のオイルフリースクロール圧縮機においては、
固定スクロールよりの外部冷却だけでは吐出空気温度が
約200℃と高温となる。この結果、旋回スクロ−ルと
固定スクロ−ルとの間に運転時の熱膨張を予測して旋回
スクロールと固定スクロールのラジアルギャップ、スラ
ストギャップ共に大きくとらなければ、圧縮運転中にス
クロ−ルのラップどうしが接触する。このように組立時
のギャップが大きくなるため圧縮機の性能も低下すると
いう課題があった。また、オイルフリースクロール圧縮
機は通常スクロールの歯先部にチップシールを設け、圧
縮した気体が漏れるのを防止している。このチップシー
ルの材料に通常は四弗化エチレン樹脂系の樹脂を使用す
るが、圧縮機運転時にはため200℃程度の高温条件下
にさらされるため、チップシ−ルの寿命が低下するとい
う課題があった。
【0004】本発明の目的は、旋回スクロ−ルを効果的
に冷却することのできるスクロ−ル圧縮機を得ることに
ある。
【0005】本発明の他の目的は、旋回スクロ−ルと固
定スクロ−ルとの間のラジアルギャップやスラストギャ
ップを小さくして、圧縮機性能を向上することができる
スクロ−ル圧縮機を得ることにある。
【0006】本発明のさらに他の目的は、スクロ−ルラ
ップ先端に設けるチップシ−ルの摩耗に対する寿命を向
上できるスクロ−ル圧縮機を得ることにある。
【0007】本発明の他の目的は、温度の低い吸入空気
で旋回スクロ−ルを直接可能なスクロ−ル圧縮機を得る
ことにある。
【0008】本発明の他の目的は、圧縮機の吐出温度を
低下させて、吐出空気の冷却を容易にでき、圧縮機の信
頼性も向上できるスクロ−ル圧縮機を得ることにある。
【0009】本発明の他の目的は、オイルフリ−ダブル
スクロ−ル圧縮機の旋回スクロ−ルに作用するスラスト
力をバランスさせることにより、チップシ−ルに作用す
る荷重も低減できその寿命を増大できるスクロ−ル圧縮
機を得ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的に基づ
き為されたもので、旋回スクロールの鏡板(胴板)中に
気体が流れる冷却用孔を設け、この気体で旋回スクロ−
ルの特に高温部(吐出ポ−ト近傍)を直接冷却するよう
にしたものである。本発明では特に、冷却用孔の中に自
己の吸入空気を旋回スクロ−ル外周の圧力差により流
し、外気の低温空気で旋回スクロ−ルを直接冷却するも
のである。
【0011】すなわち、本発明の第1の特徴は、鏡板状
に螺旋状ラップを形成した旋回スクロールと、前記ラッ
プと噛み合う螺旋状ラップを有する固定スクロールとを
備え、前記旋回スクロ−ルを自転することなく公転可能
に構成したスクロ−ル流体機械において、前記旋回スク
ロールの鏡板に、一方の鏡板外周側から他方の鏡板外周
側に貫通するように冷却用孔を形成し、スクロ−ル圧縮
機の吸入気体の少なくとも一部が前記冷却用孔を通過し
た後、前記螺旋状ラップの吸入側から圧縮作動室に吸入
されるように構成したことにある。
【0012】本発明の第2の特徴は、鏡板の両側にラッ
プ面をもつ旋回スクロ−ルと、該旋回スクロ−ルの両側
に配置された固定スクロ−ルと、前記両側に配置された
固定スクロ−ルに回転支持され前記旋回スクロ−ルを旋
回運動させる駆動軸(クランク軸)及び補助クランク軸
とを備えたスクロ−ル圧縮機において、前記旋回スクロ
ールの鏡板に、一方の鏡板外周側から他方の鏡板外周側
に貫通するように形成され、スクロ−ル圧縮機の吸入気
体の少なくとも一部を通過させる冷却用孔を備えること
にある。
【0013】本発明の第3の特徴は、鏡板の軸方向両面
にそれぞれ設けられた螺旋状のラップを有する旋回スク
ロ−ルと、該旋回スクロ−ルの左右両側にそれぞれ配置
され、前記旋回スクロ−ルラップのそれぞれと噛み合う
螺旋状ラップを有する左右の固定スクロ−ルと、前記左
右の固定スクロ−ルにそれぞれ軸受を介して回転支持さ
れ前記前記旋回スクロ−ルを旋回運動させる駆動軸及び
補助クランク軸と、前記駆動軸と補助クランク軸とを同
期回転させるためのタイミングベルトとを備えたスクロ
−ル圧縮機において、前記旋回スクロールの鏡板に、一
方の鏡板外周側から他方の鏡板外周側に貫通するように
形成され、スクロ−ル圧縮機の吸入気体の少なくとも一
部を通過させる冷却用孔と、前記左右の固定スクロ−ル
外表面に形成され、前記駆動軸と前記補助クランク軸と
を接続する方向に延びる冷却フィンと、前記冷却フィン
に冷却媒体を流すための冷却ファンとを備えることにあ
る。
【0014】本発明の第4の特徴は、鏡板の両側にラッ
プ面をもつ旋回スクロ−ルと、該旋回スクロ−ルの両側
に配置された固定スクロ−ルと、前記両側に配置された
固定スクロ−ルに回転支持され前記旋回スクロ−ルを旋
回運動させる駆動軸及び補助クランク軸と有するスクロ
−ル圧縮機の本体と、前記スクロ−ル圧縮機の本体をV
ベルトを介して駆動するモ−タと、このモ−タ駆動を制
御する始動盤と、圧縮機本体からの吐出ガスを外部に導
く吐出配管、及びこの吐出配管に沿って上流側から設け
られた逆止弁、プレク−ラ、アフタ−ク−ラと、上記各
機器を冷却する冷却ファンと、上記機器を内蔵する筐体
とを備え、前記旋回スクロールの鏡板に、一方の鏡板外
周側から他方の鏡板外周側に貫通するように冷却用孔を
形成し、スクロ−ル圧縮機の吸入気体の少なくとも一部
が前記冷却用孔を通過した後、前記螺旋状ラップの吸入
側から圧縮作動室に吸入されるように構成したことにあ
る。
【0015】本発明の第5の特徴は、鏡板の両側にラッ
プ面をもつ旋回スクロ−ルと、該旋回スクロ−ルの両側
に配置された固定スクロ−ルと、前記両側に配置された
固定スクロ−ルに回転支持され前記旋回スクロ−ルを旋
回運動させる駆動軸及び補助クランク軸とを備えたスク
ロ−ル圧縮機において、前記旋回スクロールの鏡板に、
その鏡板の中央部付近に形成され、該鏡板両側に形成さ
れる圧縮作動室を連通させる連通孔と、鏡板の一方の外
周側から他方の外周側に貫通するように形成されスクロ
−ル圧縮機の吸入気体の少なくとも一部を通過させる冷
却用孔とを備えることにある。
【0016】本発明の第6の特徴は、鏡板の両側にラッ
プ面をもつ旋回スクロ−ルと、該旋回スクロ−ルの両側
に配置された固定スクロ−ルと、前記両側に配置された
固定スクロ−ルに回転支持され前記旋回スクロ−ルを旋
回運動させる駆動軸及び補助クランク軸とを備えたスク
ロ−ル圧縮機において、前記旋回スクロールの鏡板の中
央部付近に形成され、該鏡板両側に形成される圧縮作動
室を連通させる連通孔と、前記旋回スクロールの鏡板の
一方の外周側から他方の外周側に貫通するように形成さ
れスクロ−ル圧縮機の吸入気体の少なくとも一部を通過
させる冷却用孔と、前記冷却用孔の入口側の吸込空間
と、冷却用孔の出口側の吸込空間とを隔絶するように設
けられた仕切りとを備えることにある。
【0017】本発明の第7の特徴は、鏡板の両側にラッ
プ面をもつ旋回スクロ−ルと、該旋回スクロ−ルの両側
に配置された固定スクロ−ルと、前記両側に配置された
固定スクロ−ルに回転支持され前記旋回スクロ−ルを旋
回運動させる駆動軸及び補助クランク軸とを備え、旋回
スクロ−ルが偏心運動することによって吸入口から吸い
込まれた流体を圧縮させる両歯形スクロ−ル圧縮機にお
いて、前記旋回スクロールの鏡板(胴板)に、周方向に
貫通するように形成され、スクロ−ル圧縮機の吸入気体
の少なくとも一部を通過させる冷却用孔を備えることに
ある。
【0018】本発明の第8の特徴は、鏡板の両側にラッ
プ面をもつ旋回スクロ−ルと、該旋回スクロ−ルの両側
に配置された固定スクロ−ルと、前記両側に配置された
固定スクロ−ルに回転支持され前記旋回スクロ−ルを旋
回運動させる駆動軸及び補助クランク軸とを備えたスク
ロ−ル圧縮機において、前記旋回スクロールの鏡板を横
方向に貫通するように形成されスクロ−ル圧縮機の吸入
気体の少なくとも一部を通過させる冷却用孔と、前記冷
却用孔の入口側の吸込空間と、冷却用孔の出口側の吸込
空間とを隔絶するように設けられた仕切りとを備えるこ
とにある。
【0019】なお、上記特徴にさらに以下の特徴を加え
るとさらに効果的である。
【0020】(1)旋回スクロールの鏡板に、該鏡板両
側に形成される圧縮作動室を連通させ、旋回スクロ−ル
鏡板両側の圧縮作動室内のガス圧によるスラスト力をバ
ランスさせる複数の均圧孔を設ける。
【0021】(2)固定及び旋回スクロ−ルの螺旋状ラ
ップの先端部にチップシ−ルを備えたスクロール圧縮機
とする。
【0022】(3)冷却用孔は最も高温となる旋回スク
ロ−ルの中心部付近を通るように設けた。
【0023】(4)冷却用孔の断面形状を菊目状にす
る。
【0024】(5)冷却用孔は並行に複数本設けたり、
並行に複数本設けられた縦方向の冷却用孔と、これらの
冷却用孔を連通する複数の横方向冷却用孔とからなる構
成とする。
【0025】(6)冷却用孔は、右上がりの複数の斜め
に形成された冷却用孔と、左上がりの複数の斜めに形成
された冷却用孔とを互いに交差して、その交差部で互い
に連通するように形成する。
【0026】
【作用】スクロール圧縮機は、固定スクロールに対する
旋回スクロールの偏心運動により圧縮を行なう。この偏
心運動を旋回スクロールに与えるためクランクシャフト
を使用する。旋回スクロールの旋回運動により旋回スク
ロールと固定スクロールの圧縮空間が除々に小さくなり
圧縮が進行していく。この圧縮過程で、圧縮空気は徐々
に高温となり、これに伴い固定及び旋回スクロール自体
も外周から中心に向かって高温となる。前記圧縮熱は、
固定スクロールの外部に取り付けたにより間接的に冷却
することができ、冷却フィンを介してスクロール圧縮機
の外部に放熱することができる。これにより固定スクロ
ール部分は冷却されるが、前記冷却フィンによって旋回
スクロールまでは十分に冷却することはできない。この
ため本発明では旋回スクロールの鏡板(胴板)に複数の
冷却用孔を形成している。すなわち、冷却用孔は好まし
くは旋回スクロールの外周面から中心部を貫通するよう
に設けられ、この冷却用孔の一端開口部はスクロ−ル圧
縮機への吸入口に近接させて、他端部は圧縮作動室の吸
入側に近接させて形成させているため、圧縮機への吸入
空気の一部は冷却用孔両端部の圧力差によりこの冷却用
孔内を通過する。すなわち、吸入口に近い方の位置から
吸入負圧の方へ向け、冷却用孔の中を圧縮機の吸込空気
が流れて旋回スクロールを吸入空気により直接冷却す
る。これにより旋回スクロールの特に吐出ポートの近傍
の高温部が冷却され、旋回スクロールの中心部の熱膨脹
を少なくしかつ吐出空気温度を冷却することにより、旋
回スクロールと固定スクロールの接触を防止し、性能向
上および信頼性向上を図ることができる。
【0027】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
【0028】まず、図12により本発明を空気圧縮機と
して利用する場合のスクロ−ル圧縮機の全体構成を説明
する。図において、101は筐体で、この筐体の内部に
はダブルスクロ−ル圧縮機の本体ブロック(圧縮機)1
02、このスクロ−ル圧縮機をVベルト112を介して
駆動するモ−タ103、このモ−タの駆動を制御する始
動盤104、筐体内の機器を冷却する冷却ファン105
などが設けられている。圧縮機102からの吐出ガスは
吐出配管106を介して外部に導かれるが、その途中に
は上流側から逆止弁107、プレク−ラ108、アフタ
−ク−ラ109が設けられている。なお、図において、
110は圧縮機への吸入ガスを制御するアンロ−ダ、1
11吸入配管に設けられたサクションフィルタ、113
はモ−タベ−ス、114はモ−タや圧縮機などを支持す
る架台、115はファンケ−シングである。
【0029】本発明の第1実施例を図1〜図5に基づき
説明する。◆図1はダブルスクロール形(両歯形)オイ
ルフリースクロ−ル圧縮機の本体ブロック部分の構造を
示す平面断面図、図2は図1のII−II線矢視図、図3は
図1の右側固定スクロ−ルを除去してIII−III線方向か
らみた右側面図、図4は図1に示す旋回スクロールの右
側面図、図5は図4のV−V線矢視図である。
【0030】図1において、1及び2はそれぞれアルミ
ニウム合金で形成された固定スクロールで、それらは互
いに平行に配置され、その間には同じくアルミニウム合
金で形成された旋回スクロール3が介在され、固定スク
ロール1,2のらせん状ラップ1b,2bと旋回スクロ
ール3のらせん状ラップ3c,3dは互いに噛み合い、
それによって旋回スクロール3の鏡板(胴版)3aの両
側には圧縮作動室4,5が形成されている。固定スクロ
ール及び旋回スクロールのそれぞれのラップ先端部には
チップシール1a,2a,3bが設けられている。これ
らのチップシールはカーボン等の無機系材料、4フッ化
エチレン樹脂やポリイミド樹脂の複合材料などで形成さ
れる。旋回スクロールの鏡板3aの中央部には圧縮作動
室4と5を連通する連通孔6が設けられ、この連通孔6
を挟んで両側には図3乃至図5に示すように、鏡板の一
方の外周端側から他方の外周端側に連通する冷却用孔7
が形成され、吸入空気の一部がこの冷却用孔7を通って
スクロ−ル圧縮機の一方側の吸入側に吸い込まれるよう
に構成されている。
【0031】旋回スクロール3の鏡板外周部にはクラン
ク部8aを有する駆動軸(クランク軸)8と同じ偏心量
のクランク部9aを有する補助クランク軸9とが配置さ
れており、旋回スクロール3はそれらのクランク部分で
弾性支持部を有する転がり軸受11a,11bを介して
旋回運動可能に係合している。一方、固定スクロール2
はそのほぼ中央部に吐出ポート12を有し、さらに固定
スクロール1,2の外表面全体には放熱フィン1c,2
cが設けられ、それらの外周部にはそれぞれフランジ部
1d,2dが設けられ、それらは図2,図3に示すよう
に、ボルト13で結合されている。この結合の際、ノッ
クピンなどの位置決め手段14によって両固定スクロー
ル1,2の相対位置を合わせて行なう。また、両固定ス
クロール1,2と旋回スクロール3との位置関係も適正
に位置決めされ、その後駆動軸8と補助クランク軸9と
の位相を適正にした状態で両軸8,9はタイミングベル
ト15で結合され、軸8と9は同期を保って回転するよ
うに構成されている。このタイミングベルト15は駆動
軸8と、補助クランク軸9に取り付けられたプーリ2
1,22に掛けられている。モ−タなどの動力源からV
ベルト112、プ−リ23を介して駆動軸8には回転動
力が供給される。
【0032】駆動軸8は固定スクロール1に固定された
転がり軸受(負荷側軸受)16によって軸方向に固定さ
れた状態で軸支されており、この駆動軸8の先端部は他
方の固定スクロール2に固定された軸受(反負荷側軸
受)17に軸支されている。また、この駆動軸8にはバ
ランスウエイト18がスクロ−ル圧縮機の吸込雰囲気中
に配置されるように取り付けられている。補助クランク
軸9も固定スクロール1に固定された転がり軸受(負荷
側軸受)19によって軸方向に位置決めされた状態で軸
支されており、補助クランク軸9の先端部は他方の固定
スクロール2に固定された軸受(反負荷側軸受)20に
軸支されている。
【0033】空気などの取扱い気体の吸入口24は図3
に示すように軸8,9とは直交する方向で両固定スクロ
ールに跨って設けられている。またその反対の下側には
図2に示すように、圧縮機据付け用の脚部25が取付け
られている。◆前述したように、固定スクロール1,2
及び旋回スクロール3はそれぞれアルミニウム合金等に
代表されるように軽く、熱伝導性の良い材料で構成する
ことが望ましい。無潤滑式のスクロ−ル圧縮機とする場
合、シリコンが含有されたアルミニウム合金を適用する
ことが望ましい。さらに、ラップ表面の接触時の潤滑性
を向上させるため、陽極酸化皮膜等の表面処理を施すこ
とも良い。
【0034】図3に示すように、旋回スクロール3の鏡
板3aに形成されている冷却用孔7は一方の外周端側
(固定スクロ−ル2のラップ2bの最外周部の吸込側)
Aから他方の外周端側(旋回スクロ−ル3のラップ3c
の最外周部の吸込側)Bに連通するように形成され、一
方の吸込側Bから吸い込まれる空気の多くがこの冷却用
孔7を通るように、固定スクロ−ルの吸込空間には吸込
空間AとBを隔絶するように仕切り27,28が設けら
れている。このように構成することにより、吸入空気の
一部は図3の矢印に示すように、冷却用孔7を通って一
方側のスクロ−ル圧縮機の吸入側に吸い込まれ、このと
き自分の吸込空気を利用してスクロ−ル圧縮機を冷却す
ることができる。
【0035】オイルフリースクロール圧縮機は圧縮室内
に油などの冷却媒体を入れず、クリ−ンな圧縮ガスを得
るようにしたものであるため、吐出圧力が0.7〜0.
8MPa 程度でも圧縮室内で発生した圧縮熱でその温度
は約200℃程度にまで上昇する。この圧縮熱の冷却の
ため左固定スクロール1、右固定スクロール2の外表面
に冷却フィン1c,2cを設け、冷却ファン(図12参
照)により強制的に冷却風を流し、圧縮熱の放熱をさせ
て冷却させる。一方、本実施例では旋回スクロール3の
鏡板3a中に連通孔6を挟んで、上下方向(吸込口24
と同一方向)に少なくとも2個設けられた冷却用孔7を
備えているから、圧縮機を内部から冷却することもでき
る。冷却用孔7は最も高温となる旋回スクロール3の中
心部を貫通するようにしている。
【0036】図3に示すように、旋回スクロール3の外
周部は圧縮機の吸込空間A,Bとなっており、吸入口2
4から吸込まれた空気が流れている。冷却用孔7の冷却
用入口7a側よりも冷却用出口7b側の方が若干の負圧
となっている(約100mmAqの差圧)。この差圧100mmA
qを利用し吸込空気は冷却用孔7の中を通り、圧縮室内
へ吸込まれる。この冷却用孔7を通る空気は外気である
ため約0〜40℃と圧縮機の吐出ガス温度より格段に低
い温度となっており、この低温空気が圧縮熱で高温とな
った旋回スクロール3の部分と熱交換され冷却される。
【0037】吸込口24から吸込まれたガスは旋回スク
ロール3と、左固定スクロール1,右固定スクロール2
のラップ面に吸込まれ、回転が進むごとに所定の圧力ま
で昇圧され吐出ポ−ト12から吐出される。旋回スクロ
ール3を旋回運動させる駆動系は、まずモ−タなどの動
力源103からVプーリ23に動力が伝達され、駆動軸
8を回転させる。駆動軸8は負荷側の転がり軸受16と
反負荷側の転がり軸受17で支持され、クランク部8a
に設けたクランク軸受11aを介して旋回スクロ−ル3
を旋回運動させる。クランク軸受11aは圧縮により発
生するガス荷重などを支持する。補助クランク軸9はタ
イミングベルト15により駆動軸8と同期して回転す
る。補助クランク軸9は負荷側の転がり軸受19と反負
荷側の転がり軸受20により支持され、クランク部9a
に設けられた転がり軸受11bを介して、前記駆動軸8
と協働して旋回スクロ−ル3を駆動する。
【0038】プーリ23に回転動力が伝達されると駆動
軸8と補助クランク軸9はタイミングベルト15によっ
て同期して回転し、これによって旋回スクロール3は駆
動軸8及び補助クランク軸9の偏心量を半径とする旋回
運動を行なう。この旋回運動に伴って外部空気は吸入口
24から吸入され、吸入室(吸入空間)Aに入る。その
後、その吸入された空気はさらに旋回スクロール3と固
定スクロ−ル1、2で形成された圧縮作動室4,5に流
入し所定の圧力まで圧縮される。圧縮作動室4,5で圧
縮された空気は最終的に吐出ポ−ト12から吐出される
が、鏡板3aを挟んで反吐出ポ−ト12側の圧縮作動室
4で圧縮されたガスは鏡板3aの中央部に設けられた連
通孔6を通って反対側の中心部の圧縮作動室5に流入し
て合流し、その吐出空間から固定スクロール2に設けら
れた吐出ポート12から機外へ吐出される。
【0039】圧縮作動室には潤滑油がほとんど無いため
油冷式圧縮機に比べ圧縮ガスは高温となるが、固定スク
ロール外表面に設けた放熱フィン1c,2cの回りをダ
クト構造として強制空冷することによって、より冷却効
果を向上できる。◆図3,図4において、30は旋回ス
クロ−ル3の両側に形成される圧縮作動室4,5の圧力
バランスを保つための均圧孔で、本発明のダブル(両歯
形)スクロ−ル圧縮機では、この均圧孔30により鏡板
3a両側の圧縮作動室内のガスによるスラスト力の総和
はほぼ等しくなるので、ラップ1b,2b,3c,3d
の先端面のチップシ−ル1a,2a,3bには大きなス
ラスト荷重は作用しない。従って、ラップ先端部での摺
動損失を最小に維持することができる。さらに、旋回ス
クロール3に働くスラスト力がほぼバランスしているた
め、旋回スクロール3を支持する軸受11a,11bの
位置決め手段を簡素化でき組立性の改善を図ることがで
きる。
【0040】以上述べた実施例によれば、以下の効果が
ある。◆ (1)固定スクロ−ル1,2を放熱フィン1c,2cに
より外部から冷却できるだけでなく、内部に配置された
旋回スクロール3も冷却用孔7によって直接冷却できる
から、旋回スクロールの中心部も従来に比べ約30℃程
度温度を低下させることができる。これによって、固定
スクロールと旋回スクロ−ルで形成されるギャップをよ
り小さくでき、この結果圧縮機性能を3〜5%向上する
ことができる。◆ (2)圧縮機の吐出空気温度を低下でき、吐出空気の冷
却が容易になると共に、圧縮機の信頼性も向上できる。
◆ (3)オイルフリーダブルスクロール圧縮機の各ラップ
先端部に設けるチップシールの温度も従来に比べ約30
℃低下させることができるため、チップシールの材質の
選定が容易になり、かつ摩耗に対する寿命向上も図れ
る。特に本実施例では旋回スクロ−ル鏡板に鏡板両側の
圧縮作動室を連通し圧力バランスさせる均圧孔30を備
えているから、旋回スクロ−ルに作用するスラスト力を
よりバランスさせることができ、各チップシ−ルに作用
する荷重も低減でき、その寿命を増大できる。
【0041】図6乃至図11により本発明の種々の変形
例を説明する。
【0042】図6は旋回スクロ−ルの鏡板に形成する冷
却用孔7の断面形状を図5に示す丸孔に代えて菊目状に
したもので、このようにすれば冷却用孔の伝熱面積を大
きくとることができ、冷却効果を向上できる。
【0043】図7は旋回スクロ−ルの鏡板に形成する冷
却用孔7の数を図4に示した2本のものに代えて4本と
し、冷却用孔7を通る吸入空気の通路面積を増大させ、
通路抵抗を小さくして、通過する空気量を増加させると
共に冷却効果も向上させ、また旋回スクロ−ル全体に渡
って冷却できるようにしたものである。なお、中心部に
近い冷却用孔の通路面積を外側に形成された冷却用孔の
通路面積より大きくすることにより、旋回スクロ−ルに
発生する熱量に応じた冷却能力を生じるようにできる。
【0044】図8は図7のように縦方向(図では上下方
向であって、その入口側が吸入口24に近接する方向)
の冷却用孔7を4本設け、かつこれらの冷却用孔7を連
通するように形成された4本の横方向(水平方向)の冷
却用孔71も設けたものである。◆図9は右上がりの複
数の斜めに形成された冷却用孔72と、左上がりの複数
の斜めに形成された冷却用孔73とを互いに交差して、
その交差部で互いに連通するように形成したものであ
る。◆上記図8,9のように構成することにより、より
均一に冷却することができる。 図10は旋回スクロ−
ルの鏡板3aに横方向に2本の冷却用孔74を設けたも
のである。冷却用孔をこの図に示すように設けた場合
は、例えば図11に矢印で示したように吸入空気が左か
ら右に流れるよう仕切り31,32,33を設ける。こ
の例によれば冷却用孔74を流れる吸入空気は、スクロ
−ル圧縮機の両側の吸入側に流れ込む構成となっている
から、冷却用孔を流れる流れる冷却空気量を増やすこと
が可能となる。
【0045】なお、以上説明した実施例では、自己の吸
入空気で旋回スクロ−ルを冷却するようにしているが、
外部から別の冷却流体(例えば外部空気や冷却された低
温空気など)を導き、旋回スクロ−ルに形成した冷却用
孔に強制的に直接冷却流体を流すようにすれば、冷却効
果をさらに向上することもできる。
【0046】
【発明の効果】以上述べた実施例によれば、以下の効果
がある。◆ (1)旋回スクロールの鏡板に形成した冷却用孔によっ
て、旋回スクロ−ルを外部から冷却フィン等で冷却でき
ない場合であっても、内部から旋回スクロ−ルを直接冷
却でき、旋回スクロールの温度を低下させることができ
る。これによって、固定スクロールと旋回スクロ−ルで
形成されるギャップをより小さくでき、圧縮機の性能を
向上できる。◆ (2)圧縮機の吐出空気温度も低下でき、吐出気体の冷
却が容易になると共に、圧縮機の信頼性も向上できる。
◆ (3)固定スクロ−ルに放熱フィンを設けたものでは、
外部から固定スクロ−ルを効率よく冷却できる。◆ (4)オイルフリーダブルスクロール圧縮機の各ラップ
先端部に設けるチップシールの温度も低下させることが
できるため、チップシールの材質の選定が容易になり、
かつ摩耗に対する寿命向上も図れる。旋回スクロ−ル鏡
板に鏡板両側の圧縮作動室を連通し圧力バランスさせる
均圧孔を備える構成にすれば、旋回スクロ−ルに作用す
るスラスト力をよりバランスさせることができるから、
各チップシ−ルに作用する荷重もより低減でき、寿命を
増大を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すダブルスクロール形オ
イルフリースクロ−ル圧縮機の本体ブロック部分構造の
平面断面図である。
【図2】図1のII−II線矢視図である。
【図3】図1の右側固定スクロ−ルを除去してIII−III
線方向からみた右側面図である。
【図4】図1に示す旋回スクロールの右側面図である。
【図5】図4のV−V線矢視図である。
【図6】旋回スクロ−ルの鏡板に形成する冷却用孔7の
形状の変形例で図5に相当する図である。
【図7】旋回スクロ−ルの鏡板に形成する冷却用孔の変
形例で図4に相当する図である。
【図8】旋回スクロ−ルの鏡板に形成する冷却用孔の他
の変形例で図4に相当する図である。
【図9】旋回スクロ−ルの鏡板に形成する冷却用孔の他
の変形例で図4に相当する図である。
【図10】旋回スクロ−ルの鏡板に形成する冷却用孔の
他の変形例で図4に相当する図である。
【図11】図10の変形例における仕切りの構造を説明
する図で図3に相当する図である。
【図12】スクロ−ル圧縮機の全体構成を説明する図で
ある。
【符号の説明】
1…左固定スクロール、2…右固定スクロール、1c,
2c…放熱(冷却)フィン、3…旋回スクロール、3a
…旋回スクロール鏡板、1a,2a,3b…チップシ−
ル、1b,2b,3c,3d…ラップ、4,5…圧縮作
動室、7,71,72,73,74…冷却用孔、7a…
冷却用孔入口、7b…冷却用孔出口、8…駆動軸、9…
補助クランク軸、8a,9a…クランク部、11a,1
1b…転がり軸受(クランク軸受)、12…吐出ポ−
ト、15…タイミングベルト、16,19…転がり軸受
(負荷側軸受)、17,20…転がり軸受(反負荷側軸
受)、21,22…プ−リ、23…Vプーリ、、24…
吸入口、25…脚部、27,28…仕切り、A,B…吸
入側(吸入空間)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 茂 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

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鏡板状に螺旋状ラップを形成した旋回スク
    ロールと、前記ラップと噛み合う螺旋状ラップを有する
    固定スクロールとを備え、前記旋回スクロ−ルを自転す
    ることなく公転可能に構成したスクロ−ル流体機械にお
    いて、 前記旋回スクロールの鏡板に、一方の鏡板外周側から他
    方の鏡板外周側に貫通するように冷却用孔を形成し、ス
    クロ−ル圧縮機の吸入気体の少なくとも一部が前記冷却
    用孔を通過した後、前記螺旋状ラップの吸入側から圧縮
    作動室に吸入されるように構成したことを特徴とするス
    クロール圧縮機。
  2. 【請求項2】鏡板の両側にラップ面をもつ旋回スクロ−
    ルと、該旋回スクロ−ルの両側に配置された固定スクロ
    −ルと、前記両側に配置された固定スクロ−ルに回転支
    持され前記旋回スクロ−ルを旋回運動させる駆動軸(ク
    ランク軸)及び補助クランク軸とを備えたスクロ−ル圧
    縮機において、 前記旋回スクロールの鏡板に、一方の鏡板外周側から他
    方の鏡板外周側に貫通するように形成され、スクロ−ル
    圧縮機の吸入気体の少なくとも一部を通過させる冷却用
    孔を備えることを特徴とするスクロール圧縮機。
  3. 【請求項3】鏡板の軸方向両面にそれぞれ設けられた螺
    旋状のラップを有する旋回スクロ−ルと、該旋回スクロ
    −ルの左右両側にそれぞれ配置され、前記旋回スクロ−
    ルラップのそれぞれと噛み合う螺旋状ラップを有する左
    右の固定スクロ−ルと、前記左右の固定スクロ−ルにそ
    れぞれ軸受を介して回転支持され前記前記旋回スクロ−
    ルを旋回運動させる駆動軸及び補助クランク軸と、前記
    駆動軸と補助クランク軸とを同期回転させるためのタイ
    ミングベルトとを備えたスクロ−ル圧縮機において、 前記旋回スクロールの鏡板に、一方の鏡板外周側から他
    方の鏡板外周側に貫通するように形成され、スクロ−ル
    圧縮機の吸入気体の少なくとも一部を通過させる冷却用
    孔と、前記左右の固定スクロ−ル外表面に形成され、前
    記駆動軸と前記補助クランク軸とを接続する方向に延び
    る冷却フィンと、前記冷却フィンに冷却媒体を流すため
    の冷却ファンとを備えることを特徴とするスクロール圧
    縮機。
  4. 【請求項4】鏡板の両側にラップ面をもつ旋回スクロ−
    ルと、該旋回スクロ−ルの両側に配置された固定スクロ
    −ルと、前記両側に配置された固定スクロ−ルに回転支
    持され前記旋回スクロ−ルを旋回運動させる駆動軸及び
    補助クランク軸と有するスクロ−ル圧縮機の本体と、 前記スクロ−ル圧縮機の本体をVベルトを介して駆動す
    るモ−タと、 このモ−タ駆動を制御する始動盤と、 圧縮機本体からの吐出ガスを外部に導く吐出配管、及び
    この吐出配管に沿って上流側から設けられた逆止弁、プ
    レク−ラ、アフタ−ク−ラと、 上記各機器を冷却する冷却ファンと、 上記機器を内蔵する筐体とを備え、 前記旋回スクロールの鏡板に、一方の鏡板外周側から他
    方の鏡板外周側に貫通するように冷却用孔を形成し、ス
    クロ−ル圧縮機の吸入気体の少なくとも一部が前記冷却
    用孔を通過した後、前記螺旋状ラップの吸入側から圧縮
    作動室に吸入されるように構成したことを特徴とするス
    クロール圧縮機。
  5. 【請求項5】鏡板の両側にラップ面をもつ旋回スクロ−
    ルと、該旋回スクロ−ルの両側に配置された固定スクロ
    −ルと、前記両側に配置された固定スクロ−ルに回転支
    持され前記旋回スクロ−ルを旋回運動させる駆動軸及び
    補助クランク軸とを備えたスクロ−ル圧縮機において、 前記旋回スクロールの鏡板に、その鏡板の中央部付近に
    形成され、該鏡板両側に形成される圧縮作動室を連通さ
    せる連通孔と、鏡板の一方の外周側から他方の外周側に
    貫通するように形成されスクロ−ル圧縮機の吸入気体の
    少なくとも一部を通過させる冷却用孔とを備えることを
    特徴とするスクロール圧縮機。
  6. 【請求項6】鏡板の両側にラップ面をもつ旋回スクロ−
    ルと、該旋回スクロ−ルの両側に配置された固定スクロ
    −ルと、前記両側に配置された固定スクロ−ルに回転支
    持され前記旋回スクロ−ルを旋回運動させる駆動軸及び
    補助クランク軸とを備えたスクロ−ル圧縮機において、 前記旋回スクロールの鏡板の中央部付近に形成され、該
    鏡板両側に形成される圧縮作動室を連通させる連通孔
    と、 前記旋回スクロールの鏡板の一方の外周側から他方の外
    周側に貫通するように形成されスクロ−ル圧縮機の吸入
    気体の少なくとも一部を通過させる冷却用孔と、 前記冷却用孔の入口側の吸込空間(A)と、冷却用孔の
    出口側の吸込空間(B)とを隔絶するように設けられた
    仕切りとを備えることを特徴とするスクロール圧縮機。
  7. 【請求項7】鏡板の両側にラップ面をもつ旋回スクロ−
    ルと、該旋回スクロ−ルの両側に配置された固定スクロ
    −ルと、前記両側に配置された固定スクロ−ルに回転支
    持され前記旋回スクロ−ルを旋回運動させる駆動軸及び
    補助クランク軸とを備え、旋回スクロ−ルが偏心運動す
    ることによって吸入口から吸い込まれた流体を圧縮させ
    る両歯形スクロ−ル圧縮機において、 前記旋回スクロールの鏡板(胴板)に、周方向に貫通す
    るように形成され、スクロ−ル圧縮機の吸入気体の少な
    くとも一部を通過させる冷却用孔を備えることを特徴と
    するスクロール圧縮機。
  8. 【請求項8】請求項1乃至7のいづれかにおいて、前記
    旋回スクロールの鏡板に、該鏡板両側に形成される圧縮
    作動室(4)(5)を連通させ、旋回スクロ−ル鏡板両
    側の圧縮作動室内のガス圧によるスラスト力をバランス
    させる複数の均圧孔を備えたことを特徴とするスクロー
    ル圧縮機。
  9. 【請求項9】請求項1乃至8のいづれかにおいて、前記
    固定及び旋回スクロ−ルの螺旋状ラップの先端部にチッ
    プシ−ルを備えたスクロール圧縮機。
  10. 【請求項10】請求項1乃至9のいづれかにおいて、前
    記冷却用孔は最も高温となる旋回スクロ−ルの中心部付
    近を通るように設けたことを特徴とするスクロール圧縮
    機。
  11. 【請求項11】請求項1乃至10のいづれかにおいて、
    前記冷却用孔の断面形状を菊目状にしたことを特徴とす
    るスクロール圧縮機。
  12. 【請求項12】請求項1乃至11のいづれかにおいて、
    前記冷却用孔は並行に複数本設けたことを特徴とするス
    クロール圧縮機。
  13. 【請求項13】請求項1乃至12のいづれかにおいて、
    前記冷却用孔は、並行に複数本設けられた縦方向の冷却
    用孔と、これらの冷却用孔を連通する複数の横方向冷却
    用孔とからなることを特徴とするスクロール圧縮機。
  14. 【請求項14】請求項1乃至13のいづれかにおいて、
    前記冷却用孔は、右上がりの複数の斜めに形成された冷
    却用孔と、左上がりの複数の斜めに形成された冷却用孔
    とを互いに交差して、その交差部で互いに連通するよう
    に形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
  15. 【請求項15】鏡板の両側にラップ面をもつ旋回スクロ
    −ルと、該旋回スクロ−ルの両側に配置された固定スク
    ロ−ルと、前記両側に配置された固定スクロ−ルに回転
    支持され前記旋回スクロ−ルを旋回運動させる駆動軸及
    び補助クランク軸とを備えたスクロ−ル圧縮機におい
    て、 前記旋回スクロールの鏡板を横方向に貫通するように形
    成されスクロ−ル圧縮機の吸入気体の少なくとも一部を
    通過させる冷却用孔と、 前記冷却用孔の入口側の吸込空間(A)と、冷却用孔の
    出口側の吸込空間(B)とを隔絶するように設けられた
    仕切りとを備えることを特徴とするスクロール圧縮機。
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