JPS6017956B2 - Scroll compressor - Google Patents
Scroll compressorInfo
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- JPS6017956B2 JPS6017956B2 JP12822081A JP12822081A JPS6017956B2 JP S6017956 B2 JPS6017956 B2 JP S6017956B2 JP 12822081 A JP12822081 A JP 12822081A JP 12822081 A JP12822081 A JP 12822081A JP S6017956 B2 JPS6017956 B2 JP S6017956B2
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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
- 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
- F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
- F04C18/0276—Different wall heights
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一対のうずまき体を角度をずらせて噛み合せ
、一方に円軌道運動を加えて、両うずまき体間に形成さ
れる密閉空間をうずまき体の中心方向へ移動させながら
容積を減縮して、中心部から圧縮流体を吐出させるよう
にしたスクロール型圧縮機に関し、特に圧縮比を高める
ためのスクロールの構造の改良に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention involves meshing a pair of spiral bodies at different angles, applying circular orbital motion to one of the spiral bodies, and moving the sealed space formed between both spiral bodies toward the center of the spiral bodies. The present invention relates to a scroll compressor in which the volume is reduced and compressed fluid is discharged from the center, and in particular, it relates to an improvement in the structure of the scroll in order to increase the compression ratio.
ところで、このようなスクロール型圧縮機においては、
最外側に形成される密閉空間に取り込まれた流体が、う
ずまきの移動とともに密閉空間が中心方向に移動するこ
とによる容積の減少によって、圧縮されることになる。By the way, in such a scroll compressor,
The fluid taken into the sealed space formed on the outermost side is compressed as the volume decreases as the sealed space moves toward the center as the spiral moves.
従って、圧縮されるべき流体の取り込み量、従って圧縮
容量を大きくするには、うず巻の巻数を多くするか、う
ずまき体の壁高さを大きくしなければならない。しかし
ながら、うず巻の巻数を増加することは、圧縮機の径を
大きくしてしまう。一方、うずまき壁を高くすると、圧
縮流体圧に対するうずまき体の剛性が弱くなる。本発明
は、以上の点に鑑み、圧縮機の外径を大きくすることな
く、圧縮すべき流体取込み量を大とするとともに、うず
まき体の剛性を高めた圧縮機を提供することを目的とす
る。Therefore, in order to increase the uptake of the fluid to be compressed and thus the compression capacity, either the number of turns of the spiral must be increased or the wall height of the spiral must be increased. However, increasing the number of spiral turns increases the diameter of the compressor. On the other hand, when the spiral wall is made high, the rigidity of the spiral body against compressed fluid pressure becomes weaker. In view of the above points, an object of the present invention is to provide a compressor that can increase the amount of fluid to be compressed without increasing the outer diameter of the compressor, and has a spiral body with increased rigidity. .
本発明は、板体の一面上にうず巻体を固定した可動スク
ロール部材と、同機に板体の一面上にうず巻体を固定し
た固定スクロール部材とを、両うず巻体の角度をずらせ
てかみ合せながら重ねて、上記可動スクロール部材を、
円軌道上を公転運動するように、上記固定スクロール部
材に対して動かして、両うず巻体間に閉塞された流体ポ
ケットを形成しつつ流体を取り込み、上記可動スクロー
ル部材の運動に伴ない、該流体ポケットを中心方向に移
動せしめ、かつ容積の減少を伴なわせ、一方向性連続圧
縮作用を行わせるようにしたスクロール型圧縮機におい
て、上記流体ポケットの鞠方向寸法が上記うず巻体の外
終端から内終端に沿って段階的に小さくなるように、上
記可動スクロ−ル部材と固定スクロール部材の少なくと
も一方のうず巻体のピッチ間の板体面領域が当該うず巻
きに沿ってその外終端から内終端に向かって階段状に高
くなるように形成されているとともに、これに対応して
、他方のスクロール部村のうず巻体の高さがその外終端
から内終端に向かって階段状に低くなるように形成され
ていることを特徴とするスクロール型圧縮機である。The present invention comprises a movable scroll member having a spiral body fixed on one side of a plate, and a fixed scroll member having a spiral body fixed on one side of the plate in the same machine, by shifting the angles of both spiral bodies. The movable scroll members are overlapped while interlocking,
It is moved relative to the fixed scroll member so as to revolve on a circular orbit, and takes in fluid while forming a closed fluid pocket between both spiral wound bodies, and as the movable scroll member moves. In a scroll compressor in which the fluid pocket is moved toward the center and is accompanied by a reduction in volume to perform unidirectional continuous compression, the dimension of the fluid pocket in the ball direction is equal to the outer diameter of the spiral body. The plate surface area between the pitches of the spiral bodies of at least one of the movable scroll member and the fixed scroll member decreases in size stepwise from the outer end to the inner end along the spiral. It is formed so that it becomes higher in a step-like manner toward the terminal end, and correspondingly, the height of the spiral body of the other scroll section decreases in a step-like manner from its outer end toward its inner end. This scroll type compressor is characterized by being formed as follows.
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
第1図を参照して、図示の圧縮機1は、アルミニウムあ
るいはアルミニウム合金で作られたフロントエンドプレ
ート11と、これに設置されたカップ状部分12とから
なる圧縮機ハウジング10を有している。Referring to FIG. 1, the illustrated compressor 1 has a compressor housing 10 consisting of a front end plate 11 made of aluminum or an aluminum alloy and a cup-shaped portion 12 installed on the front end plate 11. .
フロントエンドプレート11は、主軸13を挿通させる
ための貫通孔111を中心に形成されており、背面には
貫通孔111と同じ状の環状突起112が形成されてい
る。The front end plate 11 is formed around a through hole 111 through which the main shaft 13 is inserted, and an annular projection 112 having the same shape as the through hole 111 is formed on the back surface.
一方、カップ状部分12は、スチール板の絞り加工、あ
るいはアルミダィカストによって形成される。カップ状
部分12は、その関口部をフロントエンドプレートの環
状突起112上に鉄合し固着される。なお、0−リング
14が接合部に荻持されてシールを行なっている。主軸
13の内側にはディスクロータ15が固定されており、
このディスクロータ15は貫通孔111内にボールベア
リング16とスラストベアリング17によって回転可能
に支持されている。フロントエンドプレート11は、ま
た、主軸13を取巻くように前方に伸びたスリーブ18
を有している。スリーブ18は、フロントエンドプレー
ト11と一体に成形されても良いが、ここでは、フロン
トエンドプレートとは別個にスチールにて形成され、ね
じ19によって、フロントエンドプレート11の前面に
取付けられている。シャフトシール組立体2川ま、スリ
ーブ18中で主軸13上に組立てられている。スリーブ
18の外面上には、図示は省略したが、ベアリングによ
って、プーリーが回転可能に支持されるとともに、電磁
石が固定されている。On the other hand, the cup-shaped portion 12 is formed by drawing a steel plate or by aluminum die-casting. The cup-shaped portion 12 is fixed by ironing its opening onto the annular projection 112 of the front end plate. Note that an O-ring 14 is held at the joint to provide a seal. A disc rotor 15 is fixed inside the main shaft 13,
The disc rotor 15 is rotatably supported within the through hole 111 by a ball bearing 16 and a thrust bearing 17. The front end plate 11 also includes a sleeve 18 extending forward so as to surround the main shaft 13.
have. The sleeve 18 may be formed integrally with the front end plate 11, but here it is formed of steel separately from the front end plate, and is attached to the front surface of the front end plate 11 by screws 19. Two shaft seal assemblies are assembled on the main shaft 13 in a sleeve 18. On the outer surface of the sleeve 18, although not shown, a pulley is rotatably supported by a bearing, and an electromagnet is fixed.
一方、主軸13のスリーブ18から突出した端部上には
、アーマチャプレート(図示せず)が弾性支持されてい
る。即ち、プーリー、電磁石およびアーマチャプレート
により、電磁クラッチが構成されており、これによって
、外部駆動源(例えば自動車エンジン)の回転をベルト
を介してプーIJ‐へ伝え、電磁石への通電によって、
アーマチヤプレートをプーリ−へ吸着することによって
主軸13へ回転力を伝達するようにしている。フロント
エンドプレート11によって開□部を閉じられたカップ
状部分12内には、固定スクロール部材21、可動スク
ロール部材22、可動スクロール駆動機構23および可
動スクロール回転阻止機構24が設けられいる。On the other hand, an armature plate (not shown) is elastically supported on the end of the main shaft 13 that protrudes from the sleeve 18. That is, an electromagnetic clutch is configured by a pulley, an electromagnet, and an armature plate, which transmits the rotation of an external drive source (for example, an automobile engine) to the pulley IJ- via a belt, and by energizing the electromagnet,
By attracting the armature plate to the pulley, rotational force is transmitted to the main shaft 13. A fixed scroll member 21, a movable scroll member 22, a movable scroll drive mechanism 23, and a movable scroll rotation prevention mechanism 24 are provided within the cup-shaped portion 12 whose opening is closed by the front end plate 11.
固定スクロール部材21は、一般に側板211とその一
面に固定されたうずまき体212とからなっており、側
板211の裏面には、円筒状の隔壁213が軸万向に突
出して形成されており、その壁部は等角度間隔の5個所
の位置で壁厚が厚くなり、固定スクロール取付脚214
を構成する。The fixed scroll member 21 generally consists of a side plate 211 and a spiral body 212 fixed to one side of the side plate 211. A cylindrical partition wall 213 is formed on the back side of the side plate 211 so as to protrude in all axial directions. The wall thickness increases at five positions at equal angular intervals, and the fixed scroll mounting legs 214
Configure.
各脚214は、その先端面がカップ状部分12の端板部
分121の内面に接触した状態で、様板部分121の外
部から脚214へねじ込まれたねじ25によって、カッ
プ状部分12に固定されている。なお、ねじ25に沿っ
た流体の漏れを防止するためにシールリング26が、ね
じ25の頭部と端板部分121の間に荻持されている。
また側板211の外周面には、溝215が形成され、こ
の藩中には、シールリング27が配置され、側板211
の外周面とカップ状部分12の内面との間をシールして
いる。従って、固定スクロール部材21の側板211に
よって、カップ状部分の内部は、隔壁213が存在する
後方の室28と、うずまき体212の配置される前方の
室29とに分離される。室29中には、可動スクロール
部材22が配置されている。Each leg 214 is fixed to the cup-shaped portion 12 by a screw 25 screwed into the leg 214 from the outside of the end plate portion 121 with its tip surface in contact with the inner surface of the end plate portion 121 of the cup-shaped portion 12. ing. A seal ring 26 is provided between the head of the screw 25 and the end plate portion 121 to prevent fluid from leaking along the screw 25.
Further, a groove 215 is formed on the outer peripheral surface of the side plate 211, and a seal ring 27 is arranged in the outer circumferential surface of the side plate 211.
A seal is formed between the outer peripheral surface of the cup-shaped portion 12 and the inner surface of the cup-shaped portion 12. Therefore, the inside of the cup-shaped portion is separated by the side plate 211 of the fixed scroll member 21 into a rear chamber 28 where the partition wall 213 is present and a front chamber 29 where the spiral body 212 is disposed. A movable scroll member 22 is disposed within the chamber 29 .
可動スク。ール部材22は側板221とその一面に固定
されたうずまき体222からなり、うずまき体222は
、うずまき体212と180oの角度ずれをもってかみ
合わされて、両うずまき体の間に流体ポケットを形成し
ている。可動スクロール部材22は、ディスクロータ1
5の内端面に偏心して結合した駆動論231上に、ラジ
アルベアリング232を介して、回転可能に設層されて
いる。一方、フロントエンドプレート11へ固定結合さ
れた固定リング241と、これと対向するように可動ス
クロール22の側板221へ固定された可動リング24
2と、両リングに形成したボール受穴243,244中
に配置したボール245とによって回転阻止機構24が
構成されている。圧縮機ハウジング10は、カップ状部
分12に、外部の流体回路と接続するための吸入ボート
30と吐出ボート31を設けている。Movable desk. The coil member 22 is composed of a side plate 221 and a spiral body 222 fixed to one side thereof, and the spiral body 222 is engaged with the spiral body 212 with an angular deviation of 180 degrees to form a fluid pocket between both spiral bodies. There is. The movable scroll member 22 is connected to the disc rotor 1
The driving mechanism 231 is eccentrically connected to the inner end surface of the driving mechanism 5, and is rotatably installed via a radial bearing 232. On the other hand, a fixed ring 241 is fixedly connected to the front end plate 11, and a movable ring 24 is fixed to the side plate 221 of the movable scroll 22 so as to face the fixed ring 241.
2 and balls 245 arranged in ball receiving holes 243 and 244 formed in both rings constitute a rotation prevention mechanism 24. The compressor housing 10 has a cup-shaped portion 12 provided with a suction boat 30 and a discharge boat 31 for connection to an external fluid circuit.
吸入ボート30からハウジング内の室29へ導入された
流体は、両スクロール部材21,22間の流体ポケット
中へ取り込まれ、可動スクロール22の円軌道運動によ
り圧縮されながら中心部へ移動し、固定スクロール部村
21の側板211の中心部に設けた吐出孔216から室
28へ吹出し、そこから隔壁213に形成された蓮通穴
217を通り吐出ボート31を通って流体回路へ流出す
る。32は吐出弁である。The fluid introduced into the chamber 29 in the housing from the suction boat 30 is taken into the fluid pocket between both scroll members 21 and 22, and is compressed by the circular orbital movement of the movable scroll 22 and moves to the center, where it moves toward the center of the fixed scroll. It is blown out from a discharge hole 216 provided in the center of the side plate 211 of the section 21 into the chamber 28, and from there flows out through the lotus hole 217 formed in the partition wall 213, through the discharge boat 31, and into the fluid circuit. 32 is a discharge valve.
以上の構成において、上述した電磁クラッチの動作によ
って外部駆動源(図示せず)によって主軸13が回転さ
れると、可動スクロール駆動機構23及び回転阻止機構
24を介して可動スクロール部村22が円軌道運動を行
なう。In the above configuration, when the main shaft 13 is rotated by an external drive source (not shown) due to the operation of the electromagnetic clutch described above, the movable scroll portion 22 is moved into a circular orbit via the movable scroll drive mechanism 23 and the rotation prevention mechanism 24. Do some exercise.
このため両スクロール部材21,22間に形成される流
体ポケットが、吸入ボート30から導入された流体を取
り込んで、容積の減少を伴いながら中心方向へ移動し、
これによって圧縮された流体が吐出孔216から吐出室
28の中心室部281へ吐出され、蓮通穴217から周
囲室282へ至る。ところで、この種の圧縮機において
は、従釆は、固定、可動のスクロール部材共うずまき部
の壁高さは一定であり、底板面は平面であった。Therefore, the fluid pocket formed between both scroll members 21 and 22 takes in the fluid introduced from the suction boat 30 and moves toward the center while decreasing in volume.
The compressed fluid is thereby discharged from the discharge hole 216 to the central chamber 281 of the discharge chamber 28 and reaches the peripheral chamber 282 from the lotus through hole 217. By the way, in this type of compressor, the wall height of the spiral portion of both the fixed and movable scroll members of the slave is constant, and the bottom plate surface is flat.
即ち、流体ポケットの軸方向寸法はクランク角の変化に
対して一定であった。そのため、流体の取りこみ容積は
全体の壁高さに比例し、又容積はクランク角の変化に対
し第2図の線a,bに示すように直線的に減少する傾向
をもっていた。なお、同図において、aは壁高さが日,
で、bは日2(日,>日2)の場合である。しかしなが
ら基本的に考えてみると、うずまきの取りこみ容積は最
外周に形成されるとじこめ空間で決定され、中間、中央
部には無関係である。That is, the axial dimension of the fluid pocket was constant with respect to changes in crank angle. Therefore, the volume of fluid taken in was proportional to the overall wall height, and the volume tended to decrease linearly as the crank angle changed, as shown by lines a and b in FIG. 2. In addition, in the same figure, a is the height of the wall,
Here, b is the case of day 2 (day, > day 2). However, if you think about it basically, the intake volume of the spiral is determined by the confined space formed at the outermost periphery, and has nothing to do with the middle or central part.
又、圧縮の際受けるガス反力は圧縮室断面積(圧縮方向
)に比例するが、中間、中央室ほど圧力は高くなってい
る。したがって、この部分の肇高さが低いことは望まし
いことである。また、圧縮の最終点である中央室の最小
容積は、再膨張損失を考えると、できるだけづ・さいこ
とが望ましいが、このためにも壁高さが低いことは有利
である。以上から考えると、ガス取り込み時の容積は大
きく、圧縮圧力の高まりにつれて壁高さを低減すること
は理想であると言える。しかし、スクロール型圧縮機は
、組合されたうずまきを平面的公転運動によって圧縮作
用を行なわせるため、密閉空間を維持しつつ壁高さを変
化するような構造はいままで考えられもしなかった。本
発明は、従来全く考えられていなかったこの理想状態を
、うずまき壁高さと、うずまきピッチ間の底部高さの巧
妙な段違い組合せによって実現している。以下、本発明
によるスクロールの構造について詳細に説明する。Further, the gas reaction force received during compression is proportional to the cross-sectional area of the compression chamber (compression direction), but the pressure is higher in the middle and central chambers. Therefore, it is desirable that the heel height of this part be low. Further, it is desirable that the minimum volume of the central chamber, which is the final point of compression, be as small as possible in consideration of re-expansion loss, and for this purpose as well, it is advantageous that the wall height is low. Considering the above, it can be said that the volume at the time of gas intake is large, and it is ideal to reduce the wall height as the compression pressure increases. However, since a scroll compressor performs compression by rotating the combined spirals in a plane, a structure in which the wall height can be changed while maintaining a closed space has never been thought of until now. The present invention realizes this ideal state, which has not been considered in the past, through a clever combination of the spiral wall height and the bottom height between the spiral pitches. Hereinafter, the structure of the scroll according to the present invention will be explained in detail.
本発明のうずまき形状の一例が、第1図断面図に示され
ている。An example of the spiral shape of the present invention is shown in cross-section in FIG.
図示の例は、壁高さを2段に変えるものであるが、何段
に変えても良い。ここでは基本的ともいえる2段変化の
場合について説明する。第3図a,bを参照して、可動
スクロール部材22のうずまき体222はその外側部で
、側板221の面からの壁高さ日,をもっている。この
高さは、うずまき最外終端から、うずまさに沿って、内
向きに進んだ任意の点ば部で、側板の面が12だけ高く
なっていることにより相対的に(日,−12)の高さに
なる。この部分から、更に、うずまきの伸開角で汀ラジ
アンだけ中に入った8点で‐は、壁の高さは1,だけ低
くされている。すなわち、壁は、その点での側板面から
の高さとしては、日,−12−1,=日2の高さになる
。そしてこの点から内側では側板面の高さも壁高さも一
定にされている。第4図a,bを参照して、固定スクロ
ール部材21も、可動スクロール部村22と同様な形状
をなし、ほぼ鏡面対称形状となるが、要点は両図のそれ
ぞれ1,,12,日,,日2が同寸法で対応しているこ
とである。In the illustrated example, the wall height is changed to two levels, but it may be changed to any number of levels. Here, a case of two-step change, which can be called basic, will be explained. Referring to FIGS. 3a and 3b, the spiral body 222 of the movable scroll member 22 has a wall height from the surface of the side plate 221 at its outer portion. This height is relatively (day, -12) due to the fact that the surface of the side plate is raised by 12 at any point proceeding inwardly from the outermost end of the spiral along the spiral. becomes high. From this part, the height of the wall is lowered by 1, at 8 points that are within the same radian at the expansion and opening angle of the spiral. That is, the height of the wall from the side plate surface at that point is 1,-12-1,=2. From this point onward, both the height of the side plate surface and the height of the wall are kept constant on the inside. Referring to FIGS. 4a and 4b, the fixed scroll member 21 also has the same shape as the movable scroll member 22, and has a nearly mirror-symmetrical shape. , day 2 correspond with the same dimensions.
なお、側板面の高さ変化点とうずまき壁高さ変化点が必
ずしもmradだけの位相差を持つ必要はないし、また
、後述するように、固定可動両スクロール部材の段差形
状は必ずしも対称でなくても良い。Note that it is not necessary that the height change point of the side plate surface and the spiral wall height change point have a phase difference of only mrad, and as will be described later, the step shapes of both the fixed and movable scroll members are not necessarily symmetrical. Also good.
ここでは1,=12として固定可動両スクロール部材が
完全に鏡像対称とした特別の場合について説明する。両
スクロール部村21,22が組合わされた時の圧縮の様
子を第5図a〜dまでのクランク角を90oずつ変化さ
せた時の図を参照して説明する。Here, a special case will be described in which the fixed and movable scroll members are completely mirror-image symmetrical with 1,=12. The state of compression when both scroll sections 21 and 22 are combined will be explained with reference to the diagrams shown in FIGS. 5A to 5D when the crank angle is changed by 90 degrees.
第5図aは、流体すなわちガスの取り込み終了を示して
いる。この図では、第3図中のは点をうずまき最外終端
部から約汀ラジアンだけ内側に進んだ点に設定したため
、一伸開角にして半分が壁高さ日,残り半分が壁高さ日
,一1,一12=日,一21=日2の状態である。第5
図bはクランクが900進んだ状態である。Figure 5a shows the end of fluid or gas uptake. In this figure, since the point in Figure 3 is set at a point that is approximately radians inward from the outermost end of the spiral, half of the opening angle is the wall height, and the other half is the wall height. , -1, -12 = day, -21 = day 2. Fifth
Figure b shows a state in which the crank is advanced by 900 degrees.
図のK部をみて判るように壁の高い部分の側端Lと相手
側板面の低い部分の端曲面M部とが離れてシールしなく
なっている。しかしながら、この離れて開いたK部の両
側の流体ポケットは対になった同圧力の室を形成してお
り、両流体ポケットが開いていることについて何の問題
も生じない。それだけでなく、このK部分が対になった
両流体ポケットの圧力を均一にするという有利な働きが
ある。知られているように、スクロール型圧縮機は対に
なった対称形の2流体ポケットを形成しており、両流体
ポケットは同じ圧力であることが力のバランス上から望
ましい。しかしながら吸入経路のわずかな違いや形状誤
差により等圧にすることはいままでかなりの難題となっ
ていたものである。本発明の構造では、第5図bに示す
ように両流体ポケットは均一圧に強制調整される。As can be seen from section K in the figure, the side edge L of the high portion of the wall and the curved end surface M section of the low section of the opposing plate surface are separated and no longer seal. However, the fluid pockets on both sides of this separated K portion form a pair of chambers of the same pressure, and no problem arises with both fluid pockets being open. In addition, this K section has the advantageous effect of equalizing the pressure in both paired fluid pockets. As is known, a scroll compressor forms a pair of symmetrical two-fluid pockets, and it is desirable from the viewpoint of force balance that both fluid pockets have the same pressure. However, it has been quite difficult to achieve equal pressure due to slight differences in the suction route or errors in shape. In the structure of the present invention, both fluid pockets are forced to equal pressure as shown in FIG. 5b.
しかも、第5図bでは、吸入室と内側の流体ポケットそ
れぞれに対してシールが維持されている。第5図bの状
態から更にクランク角9ぴを進めた状態が第5図eであ
る。この点で壁段差部のシールが再び確立され、ガスは
さらに圧縮される。これより更に900クランク角を進
めた状態が第5図dに示される。Moreover, in FIG. 5b, a seal is maintained for each of the suction chambers and the inner fluid pockets. The state shown in FIG. 5e is a state in which the crank angle is further advanced by 9 degrees from the state shown in FIG. 5b. At this point the wall step seal is reestablished and the gas is further compressed. A state in which the crank angle is further advanced by 900 crank angles is shown in FIG. 5d.
ここではほとんどが壁高さ日,一1,一12=日,一2
1=日2、すなわち壁高さの減少L した状態で形成さ
れた薄方向の寸法の小さな流体ポケットとなっている。
これから更にクランク角が進めば完全に壁高さの低い部
分のみで形成された軸方向寸法の小さな流体ポケットの
みでの圧縮となる。本発明のクランク角対容積変化の特
性を第2図に示す。Here, most of the wall height days, 11, 112 = days, 12
1=day 2, that is, a fluid pocket with a small dimension in the thin direction is formed when the wall height decreases L.
If the crank angle increases further, compression will occur only in the fluid pocket, which has a small axial dimension and is formed only by the portion with a low wall height. The characteristics of the crank angle versus volume change of the present invention are shown in FIG.
本発明の実施例の特性は同図の二点さ線Cのような曲線
変化となり、途中からは直線的な変化に変わる。曲線上
に4つの点、A点、B点、C点、○点を示してあるが、
これは第5図a〜dの各状態に対応したものである。第
2図からわかるように、ガス取り込みの最初の流体ポケ
ットはうず巻体の壁高さの高い部分で形成されるため軸
方向寸法が大きく、従って、クランク回転角度のこ対す
る流体ポケットの容積Vの変化率△V/AO‘ま勾配が
急であり、B、C、Dと移るに従い、流体ポケットを形
成すろうず巻体として壁高さの低い部分の占める割合が
増加するため、流体ポケットの鞠方向寸法は小さくなり
、従って、勾配△V/△aはなだらかになって行く。以
上、本発明の一実施例の構造と動作の概略を説明してき
たが、本発明の利点を箇条書きに表わせば次のようであ
る。The characteristics of the embodiment of the present invention exhibit a curved line change as shown by the dotted line C in the same figure, and change to a linear change from the middle. Four points are shown on the curve, point A, point B, point C, and point ○.
This corresponds to each of the states shown in FIGS. 5a to 5d. As can be seen from Fig. 2, the initial fluid pocket for gas intake is formed in the high wall portion of the spiral body, so its axial dimension is large, and therefore, the volume of the fluid pocket corresponding to the crank rotation angle is V. The rate of change of △V/AO' is steep, and as it moves from B to C to D, the proportion of the portion with low wall height as the wax winding that forms the fluid pocket increases, so the fluid pocket The dimension in the ball direction becomes smaller, and therefore the slope ΔV/Δa becomes gentler. The structure and operation of one embodiment of the present invention have been outlined above, and the advantages of the present invention can be summarized as follows.
○’うずまき外終端部でのガス取り込み部分容積を大き
くとることができる■ うずまき中央部壁の高さが低く
なるため、圧力の高い領域での壁剛性が向上する。○'The volume of the gas intake portion at the outer end of the spiral can be increased.■The height of the wall at the center of the spiral is lower, improving wall rigidity in areas of high pressure.
‘3} うずまき中央部壁の高さが低くなるため、うず
まき加工が容易となる。'3} Since the height of the center wall of the spiral is lower, machining of the spiral becomes easier.
t4,曲の低剛分で鍔肋きく・圧力の高い部分で器州小
ため・クランク角l対して
圧縮荷重を平滑にできる。t4, the tsuba rib is applied at the low stiffness part of the bend, the force is small at the high pressure part, and the compressive load can be smoothed against the crank angle l.
すなわち、トルク変動が小さくなる。眼 圧縮過程で対
になった流体ポケットが互に蓮適するため両流体ポケッ
トの圧力をバランスできる。That is, torque fluctuation becomes smaller. Eye During the compression process, the paired fluid pockets retract against each other, so the pressure in both fluid pockets can be balanced.
従って偏荷重の発生に伴うもろもろの問題がなくなる。
‘6) うずまき最終圧縮部分すなわち吐出弁手前の密
閉空間が小さくなり残留ガスを少なくすることができ、
ガス再膨張に伴なう動力損失を低減できる。Therefore, various problems associated with the occurrence of uneven loads are eliminated.
'6) The final compression part of the swirl, that is, the sealed space in front of the discharge valve, becomes smaller, reducing residual gas.
Power loss associated with gas re-expansion can be reduced.
‘7i うずまき中央部壁高さが低くなるため、可動う
ずまき体に設けられる駆動用軸受の鞠方向位置をうずま
き壁に近ずけることができ、駆動力と圧縮ガス反力の作
用点ずれに伴なうモーメントの発生を小さくできる。'7i Since the height of the center wall of the spiral is lower, the position of the driving bearing provided on the movable spiral body in the direction of the spiral can be moved closer to the spiral wall. It is possible to reduce the generation of the moment of movement.
したがって、各ベアリング部分の荷重を小さくすること
ができる。‘8) 通常この種の圧縮機で容量制御を行
なう場合、うずまき途中部分に閥孔を設け、実質的にう
ずまき巻数を減らすような弁機構により容量制御する方
法が実用的であり、又すでに考察されているが、本発明
にこれを適用すれば容量制御比を大きくとることができ
、又基本的に圧力等化特性を備えているから、対になっ
た室の関孔は2つでなく1つで済み、この弁の開閉機構
も単純化できる。本発明は以上のように多くの利点を有
するものである。Therefore, the load on each bearing portion can be reduced. '8) Normally, when controlling the capacity of this type of compressor, it is practical to provide a hole in the middle of the spiral and use a valve mechanism to substantially reduce the number of turns of the spiral, and this method has already been discussed. However, if this is applied to the present invention, the capacity control ratio can be increased, and since it basically has pressure equalization characteristics, the number of check holes in the paired chambers is not two. Only one valve is required, and the opening/closing mechanism of this valve can also be simplified. The present invention has many advantages as described above.
うずまき壁高さの変化の幾可的関係を、第6図を参照し
て一つの事例について説明する。うずまき伸開角Qの点
でその壁のさらに内壁の壁との中間点を中心として半径
−十季(h:可動スクロ−ルの公転軌動半径、t:壁厚
)の半円を描くように深さ1の側板面段差を設ける。一
方、この点から中ラジアンだけ伸開角をもどした点のう
ずまき壁の中心から半峯2の半円状‘深さ1の壁高さ変
化をつければよい。これは、2段式でかつ固定、可動ス
クロール部材が対称的となる場合のものである。力学的
バランスの見地からは、これが最もよい。しかしながら
アンバランスを許容する場合には非対称形も基本的に可
能である。その一例を第8図に示す。これは可動スクロ
ール部村22の側板面221を平坦にした例である。こ
の場合、両スクロール部材21,22のうずまき巻数が
等しければガス取りこみ時対になった室の容積はアンバ
ランスになるが、他方のうず巻き巻数を変えることによ
り、取りこみ容積はバランスさせることも可能である。
基本的には本発明は両スクロール間に形成される流体ポ
ケットの鞠方向寸法を、うず巻体の外終端から、内終端
に沿って、段階的に小さくなるようにしたもので、一方
のうずまき体の側板面上に段差を形成し、この段差に合
うように他方のうずまき体の壁突出部高さと伸開量を合
わせることにより実現されるものである。又、うずまき
壁高さ変化は一段で可能であると述べたが、前述のよう
に多段にすることも可能である。その一例を第7図に示
す。The geometric relationship of the change in the height of the spiral wall will be explained for one example with reference to FIG. At the point of the spiral expansion/opening angle Q, draw a semicircle with radius - 10 seasons (h: orbital radius of the movable scroll, t: wall thickness) centered on the midpoint between that wall and the inner wall. A step with a depth of 1 is provided on the side plate surface. On the other hand, it is sufficient to change the height of the wall in the semicircular shape of half-ridge 2 with a depth of 1 from the center of the spiral wall at a point where the extension angle is returned by a medium radian from this point. This is a two-stage type in which the fixed and movable scroll members are symmetrical. From the standpoint of mechanical balance, this is the best. However, an asymmetric type is basically possible if unbalance is tolerated. An example is shown in FIG. This is an example in which the side plate surface 221 of the movable scroll portion 22 is made flat. In this case, if the number of spiral turns of both scroll members 21 and 22 is equal, the volume of the paired chambers will be unbalanced when gas is taken in, but by changing the number of spiral turns of the other scroll member, the intake volume can be balanced. be.
Basically, the present invention is such that the dimension of the fluid pocket formed between both scrolls in the vertical direction gradually decreases from the outer end of the spiral body to the inner end of the spiral body. This is achieved by forming a step on the side plate surface of the body and adjusting the height of the wall protrusion of the other spiral body and the amount of expansion to match the step. Furthermore, although it has been described that the height of the spiral wall can be changed in one stage, it is also possible to change the height in multiple stages as described above. An example is shown in FIG.
第1図は、本発明の一実施例を示す断面図、第2図は本
発明と従来のものの圧縮室内容積の変化曲線を示すグラ
フ、第3図は、本発明による可動スクロール部村を示す
図で、a図は斜視図、b図はA−A′断面図、第4図は
、本発明による固定スクロール部村を示す図で、a図は
斜視図、b図はA−A断面図、第5図は圧縮状態を説明
する図で、a〜dは、それぞれ異なったクランク角にお
ける状態を示す図、第6図は、段差の位置関係を示す図
、第7図は、3段段差の場合のスクロール部材の実施例
で、a図は正面図、b図はA−A′断面図、第8図は、
他の実施例の断面図である。
1・…・・圧縮機、13…・・’主軸、21・・・・・
・固定スクロール部村、211・・・・・・側板、21
2・・・・・・うずまき体、22・…・・可動スクロー
ル部材、221・・・…側板、222…・・・うずまき
体、日,,日2…・・・つずまき壁高さ、1,,12・
・・・・・段差。
簾1図第2図
第3図
袋3図
第4図
第4図
第5図
粥5図
第5図
鰐5図
第6図
鰐フ図
粥8図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing a change curve of the compression chamber internal volume of the present invention and the conventional one, and FIG. 3 is a movable scroll portion according to the present invention. In the figures, figure a is a perspective view, figure b is a cross-sectional view taken along the line A-A', and figure 4 is a view showing the fixed scroll portion according to the present invention, figure a is a perspective view, and figure b is a cross-sectional view taken along line A-A. , Fig. 5 is a diagram explaining the compression state, a to d are diagrams showing the state at different crank angles, Fig. 6 is a diagram showing the positional relationship of the steps, and Fig. 7 is a diagram showing the three-step difference. In the example of the scroll member in the case of
FIG. 7 is a cross-sectional view of another embodiment. 1...Compressor, 13...'Main shaft, 21...
・Fixed scroll part village, 211...Side plate, 21
2... Spiral body, 22... Movable scroll member, 221... Side plate, 222... Spiral body, day,, day 2... Whirlpool wall height, 1,,12・
·····Step. Screen 1 Figure 2 Figure 3 Bag 3 Figure 4 Figure 4 Figure 5 Porridge 5 Figure 5 Crocodile 5 Figure 6 Crocodile figure 8 Figure
Claims (1)
部材と、同様に板体の一面上にうず巻体を固定した固定
スクロール部材とを、両うず巻体の角度をずらせてかみ
合せながら重ねて、上記可動スクロール部材を、円軌道
上を公転運動するように、上記固定スクロール部材に対
して動かして、両うず巻体間に閉塞された流体ポケツト
を形成しつつ流体を取り込み、上記可動スクロール部材
の運動に伴ない、該流体ポケツトを中心方向に移動せし
め、かつ容積の減少を伴なわせ、一方向性連続圧縮作用
を行わせるようにしたスクロール型圧縮機において、上
記流体ポケツトの軸方向寸法が上記うず巻体の外終端か
ら内終端に沿って段階的に小さくなるように、上記可動
スクロール部材と固定スクロール部材の少なくとも一方
のうず巻体のピツチ間の板体面領域が当該うず巻に沿っ
てその外終端から内終端に向かって階段状に高くなるよ
うに形成されているとともに、これに対応して、他方の
スクロール部材のうず巻体の高さがその外終端から内終
端に向かって階段状に低くなるように形成されているこ
とを特徴とするスクロール型圧縮機。1. A movable scroll member with a spiral body fixed on one side of a plate and a fixed scroll member with a spiral body similarly fixed on one side of the plate while interlocking the two spiral bodies with different angles. In addition, the movable scroll member is moved relative to the fixed scroll member so as to revolve on a circular orbit, and fluid is taken in while forming a closed fluid pocket between both spiral bodies. In a scroll type compressor, the fluid pocket is moved toward the center as the scroll member moves, and its volume is decreased to perform a unidirectional continuous compression action. The plate surface area between the pitches of the spiral body of at least one of the movable scroll member and the fixed scroll member is such that the directional dimension gradually decreases from the outer end to the inner end of the spiral body. The height of the spiral body of the other scroll member increases in a stepwise manner from the outer end to the inner end along the outer end of the scroll member. A scroll compressor is characterized by being formed in a stepwise manner.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12822081A JPS6017956B2 (en) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | Scroll compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP12822081A JPS6017956B2 (en) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | Scroll compressor |
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| JPS5830494A JPS5830494A (en) | 1983-02-22 |
| JPS6017956B2 true JPS6017956B2 (en) | 1985-05-08 |
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ID=14979459
Family Applications (1)
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