(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングにステータが固定され、ケーシングに回転可能に支持された回転軸と、回転軸に固定されたロータと、回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、旋回軸の自転を防止する自転防止手段と、旋回軸の旋回駆動部に嵌合され、両面に渦巻状のラップを有する旋回スクロール及びケーシングの一端に固定される一対の固定スクロールを組み合わせて構成した作動部を有し、
旋回軸が作動部を貫通し、最外部に位置する固定スクロールに案内機構を有し、旋回軸の一端が案内機構に案内されて旋回運動するスクロール流体機械において、
案内機構はバランス軸受であり、旋回軸の先端外周面が最外部に位置する固定スクロールの中央部に設けられたバランス軸受の内輪に内接しながら旋回運動し、
旋回軸一端の外径をｄ２、バランス軸受内輪の内径をＤ２、スクロール流体機械が運転されるときの旋回軸の旋回半径をε、バランス軸受内部隙間をδとすると、
ｄ２、Ｄ２、 ε、δの間に
２ε−δ≦Ｄ２ −ｄ２≦２ε＋δ
の関係があるスクロール流体機械。
【請求項２】
請求項１において、
旋回軸の一端であって、バランス軸受内輪と接触する部分は軸方向に曲面になっているスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速運転に適した偏心旋回駆動方式のスクロール流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール流体機械は、鏡板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、同様の旋回スクロールを組み合わせて構成した作動部とを有する。旋回スクロールを駆動装置の軸に固定し、自転させずに旋回運動させ、吸入管から流入する作動流体を圧縮させて吐出管から吐出させると圧縮機又はブロワーとして機能する。固定スクロールの入口から流入する高圧の作動流体を膨張させて出口から排出させると駆動装置の軸から動力を取り出す膨張機として機能する。
【０００３】
スクロール流体機械に用いる駆動装置として、旋回軸を有する偏心旋回駆動装置が提案される。例えば特許第3761503号公報が開示するスクロール流体機械は、偏心旋回駆動装置とそれにより駆動される流体機械本体とを有する。上記偏心旋回駆動装置の旋回軸が流体機械本体の旋回スクロールに貫通して取り付けられる。旋回スクロールの両側に流体機械本体の固定スクロールに対して旋回軸を偏心旋回可能に支持する第１及び第２の偏心旋回支持手段を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このスクロール流体機械では、旋回スクロールの両側に旋回軸を支持する旋回軸受が設けられる。両旋回軸受の外側には偏心旋回駆動装置の回転軸と軸線が一致した回転体を介して回転軸受が設けられる。そのため、運転時に旋回軸により回転軸受が駆動されるが、両旋回軸受を同期回転させる機構が設けられていないので、旋回軸の運動方向に回転軸受及び旋回軸受の回転抵抗がかかる。それにより旋回軸の円滑な駆動が妨げられ、ラップ同士が接触して騒音が生じたり、ラップが摩耗したり焼き付いたりする恐れがある。本発明の目的は旋回軸が円滑に駆動されつつ振れ回りを防止できるようにし，ラップ同士が接触せず，騒音やラップの摩耗や焼き付を防止する構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、運動方向には抵抗が少ない構造にして、ラップ同士が接触して振動騒音が発生したり、ラップが摩耗したり焼き付いたりしない、信頼性の高いスクロール流体機械を提供する。そのために、回転数が高くなって旋回スクロールの遠心力が増大したり、吐出圧力と吸入圧力の差圧が大きくなって旋回軸に作用する半径方向の荷重が大きくなっても、旋回軸が半径方向に変位するのを防止する手段が設けられる。
【０００６】
本発明においては回転軸に偏心して回転可能に支持された旋回軸と、旋回軸の自転を防止する自転防止手段と、旋回軸の旋回駆動部に嵌合され、両面に渦巻状のラップを有する旋回スクロール及びケーシングの一端に固定される一対の固定スクロールを組み合わせて構成した作動部を有する流体機械において旋回軸が作動部を貫通し、最外部に位置する固定スクロールに案内機構を有し、旋回軸の一端が案内機構に案内されて旋回運動し、旋回軸に作用する半径方向の荷重をキャンセルさせる荷重を発生させる。これにより、旋回スクロールが設定された旋回半径以上に変位したり、傾くことを防止する。案内機構とは、最も外側の固定スクロールに取り付けられたバランス軸受のことである。バランス軸受は旋回軸の先端を案内する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスクロール流体機械は、旋回軸の一端が案内機構に案内されて旋回運動することにより，旋回軸には半径方向の荷重が作用する。案内機構には、旋回軸の半径方向に作用する荷重をキャンセルさせる荷重が発生する。これにより、旋回スクロールが設定された旋回半径以上に変位したり傾いたりしない。また、スクロール流体機械が高速回転で運転されて旋回スクロールの遠心力が大きい場合にも、旋回スクロールのラップと固定スクロールのラップが、互いに接触して振動騒音を発生させたり、摩耗したり、焼き付いたりしない。したがって、信頼性の高いスクロール流体機械を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１参考例を示す軸方向断面図。
【図２】図１のA-A断面図。
【図３】第１実施例の変形例を示す部分断面図。
【図４】第１実施例の別の変形例を示す軸方向断面図。
【図５】第１実施例を示す軸方向断面図。
【図６】図５のA-A断面図。
【図７】第１実施例の変形例を示す軸方向断面図。
【図８】第２実施例を示す軸方向断面図。
【図９】第３実施例を示す軸方向断面図。
【図１０】第４実施例を示す軸方向断面図。
【図１１】第５実施例を示す軸方向断面図。
【図１２】第６実施例を示す軸方向断面図。
【図１３】第６実施例の変形例を示す軸方向断面図。
【図１４】図１３におけるスクロールラップ組み合わせ状態説明図。
【図１５】第２参考例を示す軸方向断面図。
【図１６】第２参考例の変形例を示す軸方向断面図。
【図１７】第３参考例を示す軸方向断面図。
【図１８】第４参考例を示す軸方向断面図。
【図１９】第４参考例の変形例を示す軸方向断面図。
【図２０】第３参考例又は第４参考例の変形例を示す軸方向断面図。
【図２１】第５参考例を示す軸方向断面図。
【図２２】旋回スクロールと旋回駆動軸の結合部の第１例を示す部分断面図。
【図２３】旋回スクロールと旋回駆動軸の結合部の第２例を示す部分断面図。
【図２４】旋回スクロールと旋回駆動軸の結合部の第３例を示す部分断面図。
【図２５】第６参考例の自転防止軸受の部分を示す部分断面図。
【図２６】第６参考例のバランス軸受の部分を示す部分断面図。
【図２７】第７参考例を示す軸方向断面図。
【符号の説明】
【０００９】
1____第１固定スクロール
2____第２固定スクロール
3____第３固定スクロール
3g___断熱板
4____第４固定スクロール
5____第５固定スクロール
6____第６固定スクロール
10___旋回スクロール
11___第１旋回スクロール
12___第２旋回スクロール
13___第３旋回スクロール
14___第４旋回スクロール
36___通気口
50___軸受ブロック
51___バランス軸受（案内機構）
51a__第１バランス軸受（案内機構）
51b__第２バランス軸受（案内機構）
52___バランス軸受内輪
52a__第１バランス軸受内輪
52b__第２バランス軸受内輪
53___円筒部材
60___自転防止板
61___自転防止ピン
62___自転防止軸受（自転防止ガイド）
63___自転防止軸受内輪
64___自転防止摺動部材（自転防止ガイド）
71___吐出口
84___吸気口
85___排気口
100__ケーシング
101__回転軸受
102__回転軸
103__旋回軸受
104__旋回軸
104a_旋回駆動部
104b_旋回軸一端
104c_旋回軸他端
104d_第２旋回駆動部
107__吸入口
108__吐出口
109__自転防止板
110__自転防止ピン
111__自転防止軸受（案内機構）
112__自転防止軸受内輪
113__吐出カバー
114__吐出室
115__自転防止摺動部材（案内機構）
116__円筒部材
117__カバー
207a_圧縮機吸入口
207b_膨張機入口
208a_圧縮機吐出口
208b_膨張機出口
307__ブロワー吸入口
308__ブロワー吐出口
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
[1]
第１参考例
図１は第１参考例を示す。図２は図１のＡ-Ａ断面図である。ケーシング１００に鏡板に渦巻状のラップを有する第１固定スクロール１の反ラップ面が固着される。第１固定スクロール１に重ねて、鏡板に渦巻状のラップを有する旋回スクロール１０が設置され，旋回スクロール１０に重ねて鏡板に渦巻状のラップを有する第２固定スクロール２が設置され，第１固定スクロール１に固着される。第１固定スクロール１，旋回スクロール１０および第２固定スクロール２は作動部を構成する。第１固定スクロールラップ１ａと旋回スクロール１０に設けられた旋回スクロールラップ１０ａが組み合わせられて１組の第１作動室２１を構成する。旋回スクロール１０に設けられた旋回スクロールラップ１０ｂと第２固定スクロールラップ２ａが組み合わせられて１組の第２作動室２２を構成する。
【００１１】
ケーシング１００には２箇所に回転軸受１０１の外輪が設置される。回転軸受１０１の内輪には回転軸１０２が嵌合される。ケーシング１００にはモータのステータ１０５が固着され、回転軸１０２にはモータのロータ１０６が固着される。また、回転軸１０２には全体の遠心力バランスをとるためのバランサー４７が取り付けられる。回転軸１０２には回転中心から偏心した位置の両端に軸受ハウジングが設けられ、該軸受ハウジングに旋回軸受１０３の外輪が設置される。旋回軸受１０３の内輪には旋回軸１０４が嵌合される。旋回軸１０４は第１固定スクロール貫通口１ｃを貫通する。旋回スクロール１０の中心には穴が設けられる。該穴は旋回駆動部１０４aに相対回転しない状態で嵌合される。旋回軸一端１０４ｂは第２固定スクロール貫通口２ｃを貫通し、外側まで延長される。旋回軸一端１０４ｂには自転防止板１０９が固着される。図２に示すとおり、自転防止板１０９の内面側３箇所には自転防止ピン１１０が埋設される。自転防止軸受（案内機構）１１１が第２固定スクロール２の表側に自転防止ガイドとして設置される。自転防止板１０９、自転防止ピン１１０および自転防止軸受（案内機構）１１１により自転防止手段が構成される。自転防止ピン１１０は自転防止軸受内輪１１２に接する状態で組み合わされる。自転防止ピン１１０の外径をｄ1、自転防止軸受内輪１１２の内径をＤ１、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ１、
Ｄ１、 ε、δの間には次の関係があるように設定する。
（数１）
２ε−δ≦Ｄ１−ｄ１≦２ε＋δ            
（数式１）
このようにＤ１−ｄ１の値を設定すると、自転防止ピン１１０は自転防止軸受内輪１１２にほぼ接する状態を保ち、旋回軸１０４の自転は、確実に防止される。また、旋回軸一端１０４ｂが強い力で内側へ曲げられることもない。したがって、騒音が発生せず、機械損失は小さくなる。旋回軸一端１０４ｂは、旋回スクロール１０の遠心力が旋回駆動部１０４ａに作用しても、自転防止軸受（案内機構）１１１の軸受内部隙間が０になるとそれ以上は撓まない。それによりスクロールラップの接触が防止できる。したがってスクロール流体機械は、大きな旋回スクロールを有していても従来よりも高速回転できる。
【００１２】
第２固定スクロール２の外面には、吐出カバー１１３が吐出室１１４を密封する状態で固着される。吐出カバー１１３は自転防止板１０９および自転防止軸受（案内機構）１１１を内包する。吐出カバー１１３には吐出口１０８が設けられる。第２固定スクロール２の外周部には吸入口１０７が設けられる。
【００１３】
本スクロール流体機械の動作を説明する。ステータ１０５の巻線に通電されるとロータ１０６が回転し、回転軸１０２が回転して旋回軸１０４が後述するように自転を防止されて偏心駆動される。旋回軸１０４の一部である旋回駆動部１０４ａが旋回スクロール１０を旋回駆動する。第１固定スクロールラップ１ａと旋回スクロールラップ１０ａで構成される第１作動室２１及び第２固定スクロールラップ２ａと旋回スクロールラップ１０ｂで構成される第２作動室２２が外周側から内周側へ移動し、容積が減少して内部の流体が圧縮される。旋回スクロール１０の鏡板中央部には旋回鏡板連通口１０ｃが設けられる。したがって作動室２１と作動室２２は中央部で連通する。その結果、流体は吸入口１０７から吸入され、吸入室１３０を経由して圧縮され、作動室２２側へ合流し、第２固定スクロール貫通口２ｃを通って吐出室１１４へ流入し、吐出口１０８から外部へ吐出される。
【００１４】
自転防止ピン１１０の外径ｄ1と自転防止軸受内輪１１２の内径Ｄ１および旋回半径εの間には数式１の関係があるから、自転防止ピン１１０は常に自転防止軸受内輪１１２との間にある程度の接触力を保ちながら旋回運動する。自転防止板１０９は、自転防止ピン１１０が自転防止板１０９の２箇所以上にあるから、旋回運動はするが、回転することはできない。自転防止板１０９が旋回軸一端１０４ｂに固着するから、旋回軸１０４は自転を防止されて旋回運動する。また、旋回スクロール１０は旋回駆動部１０４ａに相対回転しない状態で嵌合されるから、自転を防止されて旋回運動する。
【００１５】
ところで、旋回スクロール１０は質量を有するから、旋回運動すると軸に直角な方向に遠心力が発生する。全体の遠心力はバランサー４７によりキャンセルされる。しかし、遠心力は軸に旋回スクロールを半径方向に変位させようとする荷重になる。この荷重は旋回駆動部１０４ａを撓ませようとする荷重になる。旋回駆動部１０４ａは、旋回軸受１０３を支点として、合成荷重の方向に撓む。その結果、旋回スクロール１０も合成荷重の方向へ傾きながら変位する。このため、旋回スクロールラップ１０ａおよび１０ｂは第１固定スクロールラップ１ａおよび第２固定スクロールラップ２ａに近づく。ラップ同士が近づき過ぎると、漏れを少なく抑えるためにもともと小さく設定してあったラップ間の隙間が０になり、摺動を始める。そうするとラップに摺動損失が発生する。また、スクロール流体機械には振動騒音が発生する。さらにラップの摩耗が進行したり、ラップ同士に焼き付が発生したりする。すなわち、スクロール流体機械の性能と信頼性がともに損なわれる。
【００１６】
しかし参考例によれば、自転防止ピン１１０が自転防止軸受内輪１１２に接するため、旋回軸一端１０４ｂは自転防止ピン１１０と自転防止軸受内輪１１２で決まる旋回半径以上に変位することができない。したがって旋回スクロール１０が高速回転し、遠心力が増大して旋回駆動部１０４aを撓ませようとする荷重が大きくなっても、旋回駆動部104aの撓みが防止される。したがってラップ同士は接触しない。したがって本発明のスクロール流体機械は、大きな旋回スクロールを有していても従来よりも高速な回転ができる。
【００１７】
図３は第１参考例の変形例を示す部分断面図である。図３に示すように自転防止ガイドとして自転防止軸受（案内機構）１１１の代わりに自転防止摺動部材（案内機構）１１５を用いる。自転防止板１０９、自転防止ピン１１０および自転防止摺動部材（案内機構）１１５により自転防止手段が構成される。自転防止摺動部材（案内機構）１１５は樹脂などの自己潤滑性部材で作られる。自転防止ピン１１０が自転防止摺動部材（案内機構）１１５の内面に内接しながらガイドされて旋回運動するから、旋回軸１０４および旋回スクロール１０の自転が防止されるとともに、旋回軸一端１０４bは自転防止ピン１１０と自転防止摺動部材（案内機構）１１５で決まる旋回半径以上に変位しない。
【００１８】
こうすれば自転防止ピン１１０と自転防止摺動部材（案内機構）１１５とが接するから、旋回スクロールの自転は確実に防止される。また、旋回スクロール１０の遠心力が旋回駆動部１０４ａに作用しても、旋回軸一端１０４ｂは自転防止ピン１１０と自転防止摺動部材（案内機構）１１５とが接した後は撓まない。それにより、ラップ同士の接触は防止できる。したがって、本発明によるスクロール流体機械は大きな旋回スクロールを有しても従来よりも高速で高精度な旋回運動ができる。
【００１９】
図４は第１参考例の別の変形例を示す。図４は、第１参考例を真空ポンプとした場合において、回転軸後端１０２ａにファン３１を設けて冷却を行う例を示す。軸受盤３５には貫通した通気口３６が設けられる。ケーシング１００の側面にはステータ１０５よりも第１固定スクロール１に近い側に排気口３４が設けられる。旋回軸１０４には貫通した旋回軸通気路３２が設けられる。ケーシング１００の底板１００ａには穴が開いており、フィルタ３０が取り付けられる。回転軸１０２とともにファン３１が回転すると、フィルタ３０を通して外部から空気が取り入れられる。フィルタ３０から入った空気が、通気口３６を通ってケーシング１００内のモータ部空間３３を通風し、排気口３４から外部へ排出される。この間に、回転軸受１０１やステータ１０５が冷却され、過剰に温度上昇するのが防止される。また、フィルタ３０から入った空気は、ファン３１を出て、旋回軸通気路３２を通って吐出室１１４に流入し、第１作動室２１、第２作動室２２から排出される空気とともに吐出口１０８から外部へ排出される。この間に、旋回軸受１０１や旋回スクロール１０の中央部が冷却され、過剰に温度上昇するのが防止される。
【００２０】
図４にはまた、本発明の第１参考例を真空ポンプとした場合において、作動室側とケーシング側の空間をシールするシール部材を設けた例を示す。リング状の内面シール４２は、第１固定スクロール貫通口１ｃを囲むように取り付けられる。シール板４０は、内面シール４２に接触するようにして旋回軸１０４に取り付けられる。シールカバー４１はシール板４０に面するケーシング側に取り付けられる。リング状の外面シール４３はシールカバー４１に取り付けられ、シール板４０と接触する。この構成により、第１固定スクロール貫通口１ｃを挟んで作動室側の空間とケーシング側の空間は２重にシールされる。したがって、作動室を出た気体がケーシング内に漏れ込むことを確実に防止される。また、排出される気体は吐出カバー１１３により外気と遮断され、吐出口１０８に接続した図示しない外部配管を通じて排気される。したがって、有毒性のガスや腐食性の気体が作動室に流入しても、外気に漏れ出ることはない。
【００２１】
[2]
第１実施例
図５は第１実施例を示す。図６は図５のＡ-Ａ断面図である。第１参考例と同一の部品は同一の記号と名称を用い、説明を省略する。吐出カバー１１３は第２固定スクロール２の鏡板外面に取り付けられる。バランス軸受（案内機構）５１は吐出カバー１１３の内部に取り付けられる。旋回軸一端１０４ｂの外周面はバランス軸受内輪５２に内接しながら旋回運動する。旋回軸一端１０４ｂの外径をｄ２、バランス軸受内輪５２の内径をＤ２、本スクロール流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ２、
Ｄ２、 ε、δの間には次の関係があるように設定する。
（数２）
２ε−δ≦Ｄ２ −ｄ２≦２ε＋δ            (数式2)
このようにＤ１−ｄ１の値を設定すると、旋回軸一端１０４ｂはバランス軸受内輪５２にほぼ接する状態を保つ。また、旋回軸一端１０４ｂが強い力で内側へ曲げられることもない。したがって、騒音が発生せず、機械損失は小さくなる。旋回軸一端１０４ｂは、旋回スクロール１０の遠心力が旋回駆動部１０４ａに作用しても、バランス軸受（案内機構）５１の軸受内部隙間が０になるとそれ以上は撓まない。それによりスクロールラップの接触が防止できる。したがってスクロール流体機械は、大きな旋回スクロールを有していても従来よりも高速回転できる。
【００２２】
自転防止板６０は旋回軸他端１０４ｃに固着される。自転防止ピン６１は自転防止板６０の２箇所以上に埋設される。自転防止軸受６２はケーシング１００の底板１００ａに取り付けられる。自転防止ピン６１は自転防止軸受内輪６３に内接しながら旋回運動する。自転防止ピン６１の外径をｄ３、自転防止軸受内輪６３の内径をＤ３、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ３、
Ｄ３、 ε、δの間には次の関係があるように設定する。
（数３）
２ε−δ≦Ｄ３ −ｄ３≦２ε＋δ            (数式3)
このようにＤ１−ｄ１の値を設定すると、自転防止ピン６１は自転防止軸受内輪６３にほぼ接する状態を保つ。したがって、旋回スクロール１０の自転は確実に防止される。また、旋回軸他端１０４ｃが強い力で内側へ曲げられることもない。したがって、騒音が発生せず、機械損失は小さくなる。
【００２３】
図７は第１実施例の変形例を示す。図７に示すように、旋回軸一端１０４ｂは軸方向に曲面を有する樽型形状をする。このようにすれば旋回軸一端１０４ｂはバランス軸受内輪５２と片当たり接触がない。したがって、旋回軸一端１０４ｂとバランス軸受内輪５２が接触する面には、かじりや摩耗が発生しにくくなる。したがって、スクロール流体機械の信頼性は高くなる。また、自転防止摺動部材６４は、自転防止板６０に取付けた自転防止ピン６１のガイドとして用いられる。自転防止摺動部材６４は樹脂などの自己潤滑性部材で作られる。自転防止摺動部材６４は耐摩耗性表面処理した金属部材で作られてもよい。
【００２４】
[3]
第２実施例
図８は第２実施例を示す。カバー７０は、第２固定スクロール２の中央部外面を密閉し、作動室側と大気側を遮断する。また、吐出口７１は、ケーシング１００外周のステータ１０５より底側に設けられる。流体は、吸入口１０７から流入し、第１作動室２１、第２作動室２２で圧縮され、第１固定スクロール貫通口１ｃからケーシング１００内に入り、ケーシング１００の内部を通過して吐出口７１から外部へ吐出される。この構造によれば吐出カバー１１３の代わりに簡単なカバー７０で済む。したがって、スクロール流体機械において、加工部品をひとつ減らせ、コストを安くできる。また、突起がなくなるので全長を短くでき、作動流体の移動でケーシング内を冷却できる。
【００２５】
[4]
第３実施例
図９は第３実施例を示す。図９に示す流体機械は、旋回軸１０４の両端にスクロールを有するツイン型のスクロール流体機械である。ケーシング１００の右側に、第１固定スクロール１の反ラップ面が固着される。第１固定スクロール１に重ねて、第１旋回スクロール１１が設置される。第１旋回スクロール１１に重ねて第２固定スクロール２が設置され，第１固定スクロール１に固着される。第１固定スクロール１，第１旋回スクロール１１および第２固定スクロール２は旋回軸一端側作動部を構成する。第１固定スクロールラップ１ａと第１旋回スクロールラップ１１ａが組み合わせられて１組の第１作動室２１を構成する。第１旋回スクロールラップ１１ｂと第２固定スクロールラップ２ａが組み合わせられて１組の第２作動室２２を構成する。第１旋回鏡板連通口１１ｃが第１旋回スクロール１１の鏡板中央部に設けられる。それにより第１作動室２１は第１旋回鏡板連通口１１ｃを通して第２作動室２２へ合流する。その結果、流体は第１吸入口１０７ａから吸入され、第１吸入室１３１を経由して圧縮され、作動室２２側へ合流し、第２固定スクロール貫通口２ｃを通って第１吐出カバー１１３ａ内の第１吐出室１１４ａへ流入し、第１吐出口１０８ａから外部へ吐出される。
【００２６】
ケーシング１００の左側に、第３固定スクロール３の反ラップ面が固着される。第３固定スクロール３に重ねて、第２旋回スクロール１２が設置される。第２旋回スクロール１２に重ねて第４固定スクロール４が設置され，第３固定スクロール３に固着される。第３固定スクロール３，第２旋回スクロール１２および第４固定スクロール４は旋回軸他端側作動部を構成する。第３固定スクロールラップ３ａと第２旋回スクロールラップ１２ａが組み合わせられて１組の第３作動室２３を構成する。第２旋回スクロールラップ１２ｂと第４固定スクロールラップ４ａが組み合わせられて１組の第４作動室２４を構成する。回転軸１０２が回転して、旋回軸１０４が自転を防止されて偏心駆動される。旋回軸１０４の一部である第２旋回駆動部１０４ｄは旋回スクロール１２を旋回駆動する。作動流体は第３作動室２３および第４作動室２４の外周側から内周側へ移動し、容積が減少して、圧縮される。第２旋回鏡板連通口１２ｃが第２旋回スクロール１２の鏡板中央部に設けられる。それにより、第３作動室２３は第２旋回鏡板連通口１２cを通して第４作動室２４へ合流する。その結果、第２吸入口１０７ｂから吸入された作動流体は、第２吸入室１３２を経由して圧縮され、第４固定スクロール貫通口４ｃを通り、第２吐出カバー１１３ｂ内の第２吐出室１１４ｂへ流入し、第２吐出口１０８ｂから外部へ吐出される。
【００２７】
ケーシング１００には２箇所に回転軸受１０１の外輪が設置される。回転軸受１０１の内輪には回転軸１０２が嵌合される。回転軸１０２には全体の遠心力バランスをとるためのバランサー４７が２箇所に取り付けられる。ケーシング１００にはモータのステータ１０５が固着され、回転軸１０２にはモータのロータ１０６が固着される。また、回転軸１０２には全体の遠心力バランスをとるためのバランサー４７が取り付けられる。回転軸１０２には回転中心から偏心した位置の両端に軸受ハウジングが設けられ、該軸受ハウジングに旋回軸受１０３の外輪が設置される。旋回軸受１０３の内輪には旋回軸１０４が嵌合される。旋回軸１０４は第１固定スクロール貫通口１ｃを貫通する。第１旋回スクロール１１の中心には穴が設けられる。該穴は旋回駆動部１０４ａに相対回転しない状態で嵌合される。旋回軸一端１０４ｂは第２固定スクロール貫通口２ｃを貫通し、外側まで延長される。自転防止板１０９は旋回軸一端１０４ｂに固着される。図２に示すとおり、自転防止ピン１１０は自転防止板１０９の内面側の３箇所に埋設される。自転防止軸受（案内機構）１１１は第２固定スクロール２の表側に設置される。自転防止ピン１１０は自転防止軸受内輪１１２に接する状態で組み合わされる。自転防止ピン１１０の外径をｄ１、自転防止軸受内輪１１２の内径をＤ１、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ１、
Ｄ１、 ε、δには数式１の関係があるように設定する。
【００２８】
旋回軸１０４は第３固定スクロール貫通口３ｃを貫通する。第２旋回スクロール１２の中心には穴が設けられる。該穴は第２旋回駆動部１０４ｄに相対回転しない状態で嵌合される。旋回軸他端１０４ｃは第４固定スクロール貫通口４ｃを貫通し、外側まで延長される。軸受ブロック５０は第４固定スクロール４の鏡板外面に取り付けられる。バランス軸受（案内機構）５１は軸受ブロック５０の内部に取り付けられる。旋回軸他端１０４ｃの外周面はバランス軸受内輪５２に内接しながら旋回運動する。旋回軸他端１０４ｃの外径をｄ２、バランス軸受内輪５２の内径をＤ２、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ２、
Ｄ２、 ε、δには数式２の関係があるように設定する。
【００２９】
本実施例では以上のように１組のスクロール部をケーシング１００の片側に設け、もう１組のスクロール部をケーシング１００の反対側にも設けた。したがって、本実施例ではケーシング１００の片側にスクロール部を１組設けた流体機械の２倍の流量を出すことができる。自転防止機構が旋回軸１０４の右側の旋回軸一端１０４ｂに設けられる。また自転防止ピン１１０の外径と自転防止軸受内輪１１２の内径との間には数式１の関係がある。したがって、旋回軸１０４の自転は確実に防止される。また遠心力による旋回軸一端１０４ｂの撓みが防止される。旋回軸他端１０４ｃの外周面はバランス軸受内輪５２に内接しながら旋回運動する。また、旋回軸他端１０４ｃとバランス軸受内輪５２の間には数式２の関係がある。したがって、遠心力による旋回軸他端１０４ｃの撓みが防止される。
【００３０】
[5]
第４実施例
図１０は第４実施例を示す。駆動部の構造は第３実施例と同じである。第３実施例と同一の部品は同一の記号と名称を用い、説明を省略する。本実施例が第３実施例と異なる点について述べる。旋回軸一端１０４ｂは第２固定スクロール貫通口２ｃを貫通し、外側まで延長される。第１吐出カバー１１３ａが第２固定スクロール２の鏡板外面に取り付けられる。第１バランス軸受（案内機構）５１ａが第１吐出カバー１１３ａの内部に取り付けられる。旋回軸一端１０４ｂの外周面は第１バランス軸受内輪５２ａに内接しながら旋回運動する。旋回軸一端１０４ｂの外径をｄ２、第１バランス軸受内輪５２ａの内径をＤ２、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ２、
Ｄ２、 ε、δには数式２の関係となるように設定する。
【００３１】
第２吐出カバー１１３ｂが第４固定スクロール４の鏡板外面に取り付けられる。第２バランス軸受（案内機構）５１ｂが第２吐出カバー１１３ｂの内部に取り付けられる。旋回軸他端１０４ｃの外周面は第２バランス軸受内輪５２ｂに内接しながら旋回運動する。旋回軸他端１０４ｃの外径をｄ２、第２バランス軸受内輪５２ｂの内径をＤ２、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ２、
Ｄ２、 ε、δには数式２の関係となるように設定する。
【００３２】
旋回軸受１０３の右側と第１固定スクロール１の鏡板の間に自転防止板６０が相対的に回転しないように取り付けられる。自転防止ピン６１が自転防止板の外周部の３箇所に埋設される。自転防止軸受６２が第１固定スクロール１の鏡板に設置される。自転防止ピン６１は自転防止軸受内輪６３に内接しながら旋回運動する。自転防止ピン６１の外径をｄ３、自転防止軸受内輪６３の内径をＤ３、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ３、
Ｄ３、 ε、δには数式３の関係があるように設定する。
【００３３】
本実施例では以上のようにケーシング１００の片側に１組のスクロール部を設け、ケーシング１００のもう一方の片側にも１組のスクロール部を設けている。したがって本実施例は、本発明の第３実施例と同様、ケーシング１００の片側にスクロール部を１組設けた流体機械の２倍の流量を出せる。旋回軸一端１０４ｂの外周面は第１バランス軸受内輪５２ａに内接しながら旋回運動する。旋回軸一端１０４ｂと第１バランス軸受内輪５２ａの間には数式２の関係がある。したがって、遠心力による旋回軸一端１０４ｂの撓みが防止される。また、旋回軸他端１０４ｃの外周面は第２バランス軸受内輪５２ｂに内接しながら旋回運動する。旋回軸他端１０４ｃと第２バランス軸受内輪５２ｂの間にも数式２の関係がある。したがって遠心力による旋回軸他端１０４ｃの撓みが防止される。
【００３４】
[6]
第５実施例
図１１は第５実施例を示す。第２固定スクロール２の中央部外面を第１カバー７０ａで蓋をして、作動室側と大気側を遮断する。また、第４固定スクロール４の中央部外面を第２カバー７０ｂで蓋をして、作動室側と大気側を遮断する。さらに、吐出口７１がケーシング１００の側面の一部に設けられる。第１作動室２１および第２作動室２２を出た流体は、第１固定スクロール貫通口１ｃからケーシング１００内に入る。第３作動室２３および第４作動室２４を出た流体は、第３貫通口３ｃからケーシング１００内に入る。ケーシング１００内に入った流体は、ケーシング１００の内部を通過して吐出口７１から外部へ吐出される。この構造では図１１で示すように簡単な第１カバー７０ａ、第２カバー７０ｂで済むから、図１０で示すような第１吐出カバー１１３ａ、第２吐出カバー１１３ｂを使わなくて済む。したがってこの構造では加工部品を二つ減らせ、コストを安くでき、突起がなくなるので全長を短くできる。また、圧縮された作動流体でケーシング内を冷却できる。
【００３５】
[7]
第６実施例
図１２は第６実施例を示す。図１２は旋回駆動部１０４aに２組のスクロール部を有する流体機械を示す。第１参考例と同一の部品は、同一の記号と名称を用い、説明を省略する。第１固定スクロール１の反ラップ面がケーシング１００に固着される。第１旋回スクロール１１が第１固定スクロール１に重ねて設置される。第３固定スクロール３が第１旋回スクロール１１に重ねて設置され、第１固定スクロール１に固着される。第２旋回スクロール１２が第３固定スクロール３に重ねて設置される。第２固定スクロール２が第２旋回スクロール１２に重ねて設置され、第３固定スクロール３とともに第１固定スクロール１に固着される。第１固定スクロール１，第１旋回スクロール１１，第３固定スクロール３，第２旋回スクロール１２および第２固定スクロール２は作動部を構成する。１組の第１作動室２１が第１固定スクロールラップ１ａと第１旋回スクロールラップ１１ａの組み合わせにより構成される。１組の第２作動室２２が第１旋回スクロールラップ１１ｂと第３固定スクロールラップ３ａの組み合わせにより構成される。１組の第３作動室２３が第３固定スクロールラップ３ｂと第２旋回スクロールラップ１２ａの組み合わせにより構成される。１組の第４作動室２４が第２旋回スクロールラップ１２ｂと第２固定スクロールラップ２ａの組み合わせにより構成される。第３固定スクロール吸入連通口３ｄが第３固定スクロール３に設けられるから、第１吸入室１３１および第２吸入室１３２は連通する。第１旋回鏡板連通口１１ｃが第１旋回スクロール１１の鏡板中央部に設けられる。それにより第１作動室２１は第１旋回鏡板連通口１１ｃを通して第２作動室２２へ合流する。第２旋回鏡板連通口１２ｃが第２旋回スクロール１２の鏡板中央部に設けられる。それにより第３作動室２３は第２旋回鏡板連通口１２ｃを通して第４作動室２４へ合流する。したがって、流体は吸入口１０７からすべての作動室へ吸入され、吐出口１０８から外部へ吐出される。
【００３６】
旋回軸１０４は第１固定スクロール貫通口１ｃを貫通する。第１旋回スクロール１１の中心には穴が設けられる。該穴は旋回駆動部１０４ａに相対回転しない状態で嵌合される。旋回軸１０４は第３固定スクロール貫通口３ｃを貫通する。第２旋回スクロール１２の中心にも穴が設けられる。該穴は旋回駆動部１０４ａに相対回転しない状態で嵌合される。旋回軸一端１０４ｂは第２固定スクロール貫通口２ｃを貫通し、外側まで延長される。吐出カバー１１３が第２固定スクロール２の鏡板外面に取り付けられる。バランス軸受（案内機構）５１が軸受吐出カバー１１３の内部に取り付けられる。旋回軸一端１０４ｂの外周面はバランス軸受内輪５２に内接しながら旋回運動する。旋回軸一端１０４ｂの外径をｄ２、バランス軸受内輪５２の内径をＤ２、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ２、Ｄ２、
ε、δの間には数式２関係があるように設定する。第１実施例と同様の自転防止機構が旋回軸他端１０４ｃに組み込まれている。底板１００ａには自転防止軸受６２が装着される。自転防止ピン６１は自転防止軸受内輪６３にほぼ接する状態を保つ。したがって、旋回軸１０４の自転は確実に防止される。
【００３７】
本実施例によれば旋回軸一端１０４ｂとバランス軸受内輪５２とはほぼ接する状態を保つ。それにより第１旋回スクロール１１および第２旋回スクロール１２の遠心力が旋回駆動部１０４ａに作用しても旋回軸一端１０４ｂはバランス軸受内輪５２の軸受内部隙間が０になるとそれ以上は撓まない。したがって、ラップ同士の接触は防止される。またスクロール流体機械が大きな旋回スクロールを有していても従来よりも高速に回転できる。またケーシング１００の片側にスクロール部を１組設けた流体機械の２倍の流量を出せる。
【００３８】
図１３および図１４は第６実施例において、吸入、吐出の位相をずらした例を示す。スクロール流体機械は組み付け時のラップの回転方向位置を変えて、旋回軸の偏心方向に対する吸入、吐出の位相を変えられる。図１４に示すように、第１固定スクロールラップ１ａと第１旋回スクロールラップ１１ａ、第３固定スクロールラップ３ａと第１旋回スクロールラップ１１ｂ、第３固定スクロールラップ３ｂと第２旋回スクロールラップ１２a、第２固定スクロールラップ２ａと第２旋回スクロールラップ１２ｂの組み合わせは、それぞれラップの位相が９０度ずつ回転する。したがって、第１旋回スクロールラップ１１ａ、第１旋回スクロールラップ１１ｂ、第２旋回スクロールラップ１２ａ、第２旋回スクロールラップ１２ｂはすべて同一方向（図では紙面右方向）に偏心しているにもかかわらず、４つの作動室の位相は９０度ずつずれている。
【００３９】
[8]
第２参考例
図１５は第２参考例を示す。第１参考例と同一の部品は、同一の記号と名称を用い、説明を省略する。第１固定スクロール１の反ラップ面がケーシング１００の右側に固着される。第１旋回スクロール１１が第１固定スクロール１に重ねて設置される。第３固定スクロール３が第１旋回スクロール１１に重ねて設置され、第１固定スクロール１に固着される。第２旋回スクロール１２が第３固定スクロール３に重ねて設置される。第２固定スクロール２が第２旋回スクロール１２に重ねて設置され、第３固定スクロール３とともに第１固定スクロール１に固着される。第１固定スクロール１，第１旋回スクロール１１，第３固定スクロール３，第２旋回スクロール１２および第２固定スクロール２は旋回軸一端側作動部を構成する。１組の第１作動室２１が第１固定スクロールラップ１ａと第１旋回スクロールラップ１１ａの組み合わせにより構成される。１組の第２作動室２２が第１旋回スクロールラップ１１bと第３固定スクロールラップ３ａの組み合わせにより構成される。第１旋回鏡板連通口１１ｃが第１旋回スクロール１１の鏡板中央部に設けられる。第１作動室２１は第１旋回鏡板連通口１１ｃを通して第２作動室２２へ合流する。１組の第３作動室２３が第３固定スクロールラップ３ｂと第２旋回スクロールラップ１２ａの組み合わせにより構成される。１組の第４作動室２４が第２旋回スクロールラップ１２ｂと第２固定スクロールラップ２ａの組み合わせにより構成される。第２旋回鏡板連通口１２ｃが第２旋回スクロール１２の鏡板中央部に設けられる。第３作動室２３は第２旋回鏡板連通口１２ｃを通して第４作動室２４へ合流する。第３固定スクロール吸入連通口３ｄが第３固定スクロール３に設けられるから、第１吸入室１３１および第２吸入室１３２は連通する。また、第３固定スクロール貫通口３ｃが第３固定スクロール３の中央部に設けられるので、第１吸入口１０７ａから吸入された流体は作動室２１，２２，２３，２４で圧縮されて、第１吐出カバー１１３ａ内の吐出室１１４に集合し、第１吐出口１０８ａから外部へ吐出される。
【００４０】
第４固定スクロール４の反ラップ面がケーシング１００の左側に固着される。第３旋回スクロール１３が第４固定スクロール４に重ねて設置される。第６固定スクロール６が第３旋回スクロール１３に重ねて設置され、第４固定スクロール４に固着される。第４旋回スクロール１４が第６固定スクロール６に重ねて設置される。第５固定スクロール５が第４旋回スクロール１４に重ねて設置され、第６固定スクロール６とともに第４固定スクロール４に固着される。第４固定スクロール４，第３旋回スクロール１３，第６固定スクロール６，第４旋回スクロール１４および第５固定スクロール５は旋回軸他端側作動部を構成する。１組の第５作動室２５が第４固定スクロールラップ４ａと第３旋回スクロールラップ１３ａの組み合わせにより構成される。１組の第６作動室２６が第３旋回スクロールラップ１３ｂと第６固定スクロールラップ６ａの組み合わせにより構成される。第３旋回鏡板連通口１３ｃが第３旋回スクロール１３の鏡板中央部に設けられる。第５作動室２５は第３旋回鏡板連通口１３ｃを通して第６作動室２６へ合流する。１組の第７作動室２７が第６固定スクロールラップ６ｂと第４旋回スクロールラップ１４ａの組み合わせにより構成される。１組の第８作動室２８が第４旋回スクロールラップ１４ｂと第５固定スクロールラップ５ａの組み合わせにより構成される。第４旋回鏡板連通口１４ｃが第４旋回スクロール１４の鏡板中央部に設けられる。それにより、第７作動室２７は第４旋回鏡板連通口１４ｃを通して第８作動室２８へ合流する。第６固定スクロール吸入連通口６ｄが第６固定スクロール６に設けられるから、第３吸入室１３３および第４吸入室１３４は連通する。また、第６固定スクロール貫通口６ｃが第６固定スクロール６の中央部に設けられるので、第２吸入口１０７ｂから吸入された流体は作動室２５，２６，２７，２８で圧縮されて、第２吐出カバー１１３ｂに設けられた第２吐出口１０８ｂから外部へ吐出される。
【００４１】
駆動部の構造は第１参考例と同じである。旋回軸１０４は第１固定スクロール貫通口１ｃを貫通する。第１旋回スクロール１１および第２旋回スクロール１２の中心には穴が設けられる。該穴は旋回駆動部１０４ａに相対回転しない状態で嵌合される。旋回軸一端１０４ｂは第２固定スクロール貫通口２ｃを貫通し、外側まで延長される。自転防止板１０９が旋回軸一端１０４ｂに固着される。図２に示すとおり、自転防止ピン１１０が自転防止板１０９の内面側の３箇所に埋設される。自転防止軸受（案内機構）１１１が自転防止ガイドとして第２固定スクロール２の表側に設置される。自転防止板１０９、自転防止ピン１１０および自転防止軸受（案内機構）１１１により自転防止手段が構成される。自転防止ピン１１０は自転防止軸受内輪１１２に接する状態で組み合わされる。自転防止ピン１１０の外径をｄ１、自転防止軸受内輪１１２の内径をＤ１、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ１、
Ｄ１、 ε、δには数式１の関係があるように設定する。
【００４２】
旋回軸１０４は第４固定スクロール貫通口４ｃを貫通する。第３旋回スクロール１３および第４旋回スクロール１４の中心には穴が設けられる。該穴は第２旋回駆動部１０４ｄに相対回転しない状態で嵌合される。旋回軸他端１０４ｃは第５固定スクロール貫通口５ｃを貫通し、外側まで延長される。第２吐出カバー１１３ｂが第５固定スクロール５の鏡板外面に取り付けられる。バランス軸受（案内機構）５１が第２吐出カバー１１３ｂの内部に取り付けられる。旋回軸他端１０４ｃの外周面はバランス軸受内輪５２に内接しながら旋回運動する。旋回軸他端１０４ｃの外径をｄ２、バランス軸受内輪５２の内径をＤ２、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ２、Ｄ２、
ε、δには数式２の関係があるように設定する。
【００４３】
本参考例では以上のように構成したから、ケーシング１００の片側にスクロール部を１組設けた流体機械の４倍の流量を出すことができる。旋回軸１０４の右側の旋回軸一端１０４ｂに設けられる自転防止手段により、旋回軸１０４の自転は確実に防止される。また遠心力による旋回軸一端１０４ｂの撓みが防止される。旋回軸他端１０４ｃの外周面はバランス軸受内輪５２に内接しながら旋回運動する。旋回軸他端１０４ｃとバランス軸受内輪５２の間には数式２の関係がある。したがって遠心力による旋回軸他端１０４ｃの撓みが防止される。
【００４４】
図１６は第２参考例の変形例を示す。駆動部の構造は第２参考例と同じである。本参考例において、第２参考例と同一の部品は同一の記号と名称を用い、説明を省略する。本参考例が第２参考例と異なる点について述べる。旋回軸一端１０４ｂは第２固定スクロール貫通口２ｃを貫通し、外側まで延長される。第１吐出カバー１１３ａが第２固定スクロール２の鏡板外面に取り付けられる。第１バランス軸受（案内機構）５１ａが第１吐出カバー１１３ａの内部に取り付けられる。旋回軸一端１０４ｂの外周面はバランス軸受内輪５２ａに内接しながら旋回運動する。旋回軸一端１０４ｂの外径をｄ２、バランス軸受内輪５２ａの内径をＤ２、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ２、
Ｄ２、 ε、δは数式２の関係となるように設定する。したがって遠心力による旋回軸一端１０４ｂの撓みが防止される。旋回軸他端１０４ｃは第５固定スクロール貫通口５ｃを貫通し、外側まで延長される。第２吐出カバー１１３ｂが第２固定スクロール２の鏡板外面に取り付けられる。第２バランス軸受（案内機構）５１ｂが第２吐出カバー１１３ｂの内部に取り付けられる。旋回軸他端１０４ｃの外周面は第２バランス軸受内輪５２ｂに内接しながら旋回運動する。旋回軸他端１０４ｃと第２バランス軸受内輪５２ｂの間にも数式２の関係がある。したがって旋回軸他端１０４ｃの遠心力による撓みが防止される。
【００４５】
旋回軸受１０３の右側と第１固定スクロール１の鏡板の間に自転防止板６０が相対的に回転しないように取り付けられる。自転防止ピン６１が自転防止板６０の外周部の３箇所に埋設される。自転防止軸受６２が第１固定スクロール１の鏡板に設置される。自転防止板６０、自転防止ピン６１および自転防止軸受６２により自転防止手段が構成される。自転防止ピン６１は自転防止軸受内輪６３に内接しながら旋回運動する。自転防止ピン６１の外径をｄ３、自転防止軸受内輪６３の内径をＤ３、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ３、
Ｄ３、 ε、δには数式３の関係があるように設定する。
【００４６】
本参考例では以上のように構成したから、第２参考例と同様、ケーシング１００の片側にスクロール部を１組設けた流体機械の４倍の流量を出せる。
【００４７】
[9]
第３参考例
図１７は第３参考例を示す。第６実施例と同一の部品は、同一の記号と名称を用い、説明を省略する。第３固定スクロール３は２分割される。第３固定スクロール第１鏡板３ｅと、第３固定スクロール第２鏡板３ｆとが背中合わせに密着して一体化される。第３固定スクロール第１鏡板３ｅと第３固定スクロール第２鏡板３ｆの中央部には空間が設けられる。この空間には旋回駆動部１０４ａに固着したシール板４４が摺動可能に挟まれる。第３固定スクロール第１鏡板３ｅに装着される第１シール４５と、第３固定スクロール第２鏡板３ｆに装着される第２シール４６は、シール板４４の両面をシールする。このシールにより第３固定スクロール貫通口３ｃは中間で遮断される。
【００４８】
第１固定スクロールラップ１ａ、第１旋回スクロールラップ１１ａ、１１ｂ、および第３固定スクロールラップ３ａの組み合わせによる第１作動室２１と第２作動室２２は圧縮機を構成する。また、第３固定スクロールラップ３ｂ、第２旋回スクロールラップ１２ａ、１２ｂ、および第２固定スクロールラップ２ａの組み合わせによる第３作動室２３と第４作動室２４は膨張機を構成する。
【００４９】
第２固定スクロール２に設けられた吐出カバー１１３には膨張機入口２０７ｂが設けてあり、作動流体が流入する。作動流体は第２固定スクロール貫通口２ｃから第４作動室２４の中央に入り、第２旋回鏡板連通口１２ｃから第３作動室２３へも入り、外周へ向かって移動しながら膨張する。このとき作動流体は第２旋回スクロール１２に旋回力を与える。膨張機出口２０８ｂが第２固定スクロール２の外周部に設けられる。膨張し終わった作動流体は膨張機出口２０８bから排出される。圧縮機吸入口２０７ａが第１固定スクロール１の外周部に設けられる。冷却器（給湯器）１２１の入口が膨張機出口２０８ｂに接続され、出口が圧縮機吸入口２０７ａに接続される。冷却器１２１で冷却されて低温になった作動流体は圧縮機吸入口２０７ａから第１作動室２１と第２作動室２２へ入り、内周へ向かって移動しながら圧縮される。圧縮し終わった作動流体は第１旋回鏡板連通口１１ｃにより合流し、第１固定スクロール貫通口１ｃからケーシング１００内に入り、圧縮機吐出口２０８ａから外部へ吐出される。加熱器（集熱器）１２０の入口が圧縮機吐出口２０８ａに接続され、出口が膨張機入口２０７ｂに接続される。圧縮機吐出口２０８ａを出た作動流体は加熱器１２０で加熱されて高温になり、膨張機入口２０７ｂから膨張機に流入する。この行程において、膨張機の仕事量は圧縮機の動力よりも大きくなり、膨張機は圧縮機を駆動する。膨張機はさらに旋回駆動部１０４ａを駆動し、旋回軸１０４を偏心駆動する。旋回軸１０４は回転軸１０２を回転させる。回転軸１０２は装着されたロータ１０５を回転させてステータ１０６の巻き線に起電力を発生させる。この結果、巻き線からは電力を取り出すことができる。すなわち本流体機械は発電機になる。
【００５０】
一般的には膨張機で圧縮機を駆動する場合、回転力として動力の伝達を行うのでそれぞれの駆動軸を支える軸受に損失が発生する。しかし本参考例の場合、膨張機と圧縮機は同一の旋回駆動部１０４ａに装着されるので、動力は荷重として伝達され、膨張機と圧縮器の間には損失が全く発生しない。なお、作動流体は空気や窒素又はヘリウムなどの常温では液化しない安定な気体が好ましい。
【００５１】
[10]
第４参考例
図１８は第４参考例を示す。本実施例では第３参考例と同様のスクロール流体機械において、４組の作動室のうち２組を膨張機として使用し、他の２組をブロワーとして使用し、燃料電池のシステムに応用した例を示す。
【００５２】
ブロワー吸入口３０７が第１固定スクロール１の外周部に設けられる。空気はブロワー吸入口３０７から第１作動室２１と第２作動室２２へ入り、内周へ向かって移動しながら圧縮される。圧縮し終わった空気は第１固定スクロール貫通口１ｃからケーシング１００内に入り、ブロワー吐出口３０８から外部へ吐出される。膨張機入口２０７bが第２固定スクロール２の中央に設けられる。燃料電池１２２の入口がブロワー吐出口３０８に接続され、出口が膨張機入口２０７ｂに接続される。燃料電池１２２を出た排気空気はまだある程度高圧を保っており、第２固定スクロール貫通口２ｃから第３作動室２３と第４作動室２４の中央に入り、外周へ向かって移動しながら膨張する。このとき空気は第２旋回スクロール１２に旋回力を与える。膨張機出口２０８ｂが第２固定スクロール２の外周部に設けられる。膨張し終わった空気は、膨張機出口２０８ｂから排出される。この行程において、膨張機の仕事量はブロワーの第１旋回スクロール１１を駆動する動力を補い、全体の燃料電池システムとしてエネルギが回生される。
【００５３】
図１９は第４参考例の変形例を示す。図１９は図１５と同じ構造のスクロール流体機械を８組の作動室のうち４組の作動室を膨張機として使用し、他の４組の作動室をブロワーとして使用して燃料電池のシステムに応用した例を示す。
【００５４】
ブロワー吸入口３０７が第５固定スクロール５の外周部に設けられる。空気はブロワー吸入口３０７から第５作動室２５、第６作動室２６、第７作動室２７、第８作動室２８へ入り、内周へ向かって移動しながら圧縮される。圧縮し終わった空気は第５固定スクロール貫通口５ｃを通り第２吐出カバー１１３ｂに設けられたブロワー吐出口３０８から外部へ吐出される。膨張機入口２０７ｂが第２固定スクロール２に設置された第１吐出カバー１１３ａの中央に設けられる。燃料電池１２２の入口がブロワー吐出口３０８に接続され、出口は膨張機入口２０７ｂに接続される。燃料電池１２２を出た排気空気はまだある程度高圧を保っており、第２固定スクロール貫通口２ｃから第４作動室２４、第３作動室２３、第２作動室２２、第１作動室２１の中央に入り、外周へ向かって移動しながら膨張する。このとき空気は第１旋回スクロール１１と第２旋回スクロール１２に旋回力を与える。膨張機出口２０８ｂが第２固定スクロール２の外周部に設けられる。膨張し終わった空気は膨張機出口２０８ｂから排出される。この行程において、膨張機の仕事量はブロワーの第３旋回スクロール１３と第４旋回スクロール１４を駆動する動力を補い、燃料電池全体のシステムとしてエネルギが回生される。
【００５５】
図２０は第３または第４参考例の変形例を示す。断熱板３ｇが第３固定スクロール第１鏡板３ｅと第３固定スクロール第２鏡板３ｆとの間に挟み込まれている。膨張機はなるべく高温の流体を供給した方が発生動力が増加する。一方、圧縮機はなるべく低温の流体を吸入した方が消費動力が低下する。そこで加熱器１２０で加熱したなるべく高温の流体を膨張機入口２０７ｂと第２固定スクロール貫通口２ｃを通して作動室２３、２４に流入させる。一方、冷却器１２１で十分冷却した低温の流体を圧縮機吸入口２０７ａを通して作動室２１、２２へ流入させる。
【００５６】
この場合、圧縮機の第１固定スクロール１、第１旋回スクロール１１、第３固定スクロールラップ３ａおよび第３固定スクロール第１鏡板３ｅは比較的低温になる。また、膨張機の第２固定スクロール２、第２旋回スクロール１２、第３固定スクロールラップ３ｂおよび第３固定スクロール第２鏡板３ｆは比較的高温になる。しかし圧縮機の第３固定スクロールラップ３ａと膨張機の第３固定スクロールラップ３ｂの間で熱伝導による熱移動量が多いと、第３固定スクロールラップ３ａは低温が保てず圧縮機の消費動力が増加し、第３固定スクロールラップ３ｂは高温が保てず膨張機の発生動力が低下する。すなわち膨張機と圧縮機の動力差として取り出せる発電量が低下する。
【００５７】
そこで本参考例では圧縮機の第３固定スクロール第１鏡板３ｅと膨張機の第３固定スクロール第２鏡板３ｆの間に断熱板３ｇを挟みこみ、この間の熱伝導による熱移動量を少なくする。このようにすれば膨張機と圧縮機の動力差として取り出せる発電量が低下せずに済む。
【００５８】
[11]
第５参考例
図２１は第５参考例を示す。第１実施例と同一の部品は、同一の記号と名称を用い、説明を省略する。吐出カバー１１３が第２固定スクロール２の鏡板外面に取り付けられる。バランス軸受（案内機構）５１が吐出カバー１１３の内部に取り付けられる。回転円筒８０がバランス軸受内輪５２に一体的に取り付けられる。ファン軸８１が回転円筒８０に一体に取り付けられる。ファン８２がファン軸８１に取り付けられる。旋回軸端１０４ｂの外周面は回転円筒８０の内面に内接しながら旋回運動する。したがって、回転円筒８０はバランス軸受内輪５２とともに回転し、ファン軸８１も回転してファン８２が回転する。回転円筒８０は吐出カバー１１３に取り付けられたシールリング８３で内外をシールされる。したがって圧縮機であれば、流体は、吸入口１０７から吸入され、第１作動室２１、第２作動室２２で圧縮され、第１固定スクロール貫通口１ｃを通ってケーシング１００内に流入し、吐出口１０８から外部へ吐出される。ファン８２が回転すると、外気は吸気口８４から取り込まれ、第２固定スクロール２の外面に吹き付けられ、第２固定スクロール２を冷却した後、排気口８５から排出される。この構成によれば、ファン８２は、例えば電動機のような特別な駆動装置なしで旋回軸１０４の旋回運動により回転し、第２固定スクロール２を冷却できる。したがってスクロール流体機械の部品点数が少なくなり、コストが低減できる。
【００５９】
図２２乃至図２４は、すべての実施例または参考例における、旋回スクロールを旋回駆動部１０４ａまたは第２旋回駆動部１０４ｄに取り付ける方法について示す。旋回駆動部１０４ａおよび第２旋回駆動部１０４ｄの断面は非円形をする。旋回駆動部１０４ａおよび第２旋回駆動部１０４ｄと嵌めあう旋回スクロール１０および第１乃至第４の旋回スクロール１１、１２、１３、１４の中心に空いた穴も同様の非円形をしている。旋回駆動部の断面および旋回スクロールの穴は、図２２の例では三角形曲面の形状を、図２３の例では一部に平面カットを有する円形の形状を、図２４の例では四角形の形状をしている。嵌め合いをこのような形状にしたので、旋回駆動部１０４ａ、第２旋回駆動部１０４ｄと旋回スクロールは相対的に回転しない。したがって旋回軸１０４の自転が防止されれば旋回スクロール１０、１１、１２、１３、１４の自転も防止される。
【００６０】
また、旋回駆動部１０４ａまたは第２旋回駆動部１０４ｄと旋回スクロールの穴の嵌めあいは隙間嵌めである。したがって、旋回スクロール１０、１１、１２、１３、１４は旋回駆動部１０４ａ、第２旋回駆動部１０４ｄ上を軸方向に移動することができる。したがって、旋回軸１０４が熱膨張により寸法変化しても旋回スクロール１０、１１、１２、１３、１４は軸方向に荷重を受けない。旋回スクロール１０，１１，１２，１３，１４は互いのラップ先端と鏡板面の間にわずかな隙間を有して固定スクロールに挟持されることにより位置決めされる。したがってラップ先端に無理な力が発生することがなく、ラップ先端の摩擦による損失や摩耗およびかじりなどが防止できる。
【００６１】
[12]
第６参考例
図２５および図２６は第６参考例を示す。図２５では自己潤滑性の円筒部材１１６が自転防止軸受内輪１１２に装着される。自転防止ピン１１０は円筒部材１１６に内接しながら旋回運動する。この場合、自転防止ピン１１０の外径をｄ１、円筒部材１１６の内径をＤ１、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ１、
Ｄ１、 ε、δには数式１の関係があるように設定する。
【００６２】
図２６では自己潤滑性の円筒部材５３がバランス軸受内輪５２に装着される。旋回軸端１０４ｂまたは旋回軸他端１０４ｃは円筒部材５３に内接しながら旋回運動する。この場合、旋回軸一端１０４ｂまたは旋回軸他端１０４ｃの外径をｄ２、円筒部材５３の内径をＤ２、本流体機械が運転されるときの旋回軸１０４の旋回半径をε、軸受内部隙間をδとすると、ｄ２、
Ｄ２、 ε、δには数式２の関係があるように設定する。
【００６３】
円筒部材１１６または５３の材質は一般にドライベアリングまたは無潤滑軸受と称される材質が適当である。材質の例としては、四フッ化エチレンなどのように自己潤滑性があり摺動性に優れる素材を主成分とする樹脂、この樹脂をコーティングした金属、油を含浸した樹脂または焼結金属、二硫化モリブデンを含浸したあるいはコーティングした樹脂または金属などが挙げられる。
【００６４】
このような構成にすることにより、円筒部材１１６と自転防止ピン１１０の接触面の潤滑がよくなり、自転防止ピン１１０の摩耗が低減できる。または、円筒部材５３と旋回軸他端１０４ｃの接触面の潤滑がよくなり、旋回軸他端１０４ｃの摩耗が低減できる。
【００６５】
[13]
第７参考例
図２７は第７参考例を示す。シールリング４８が旋回スクロール中央部１０ｄの両面に装着される。シールリング４８は旋回スクロール１０が偏心運動した場合にも第１固定スクロール貫通口１ｃおよび第２固定スクロール貫通口２ｃにはみ出さない径にしてある。シールリング４８は第１固定スクロール１および第２固定スクロール２の歯底面と摺動して、作動室２１および２２と外部とをシールする。吐出口１０８は第２固定スクロール２の鏡板部に設けられていて、中央部作動室に連通する。また旋回鏡板連通口１０ｃが旋回スクロール１０の鏡板中央部に設けられる。したがって、吸入口１０７から吸入され、作動室２１および２２で圧縮された流体は第１固定スクロール貫通口１ｃおよび第２固定スクロール貫通口２ｃから外部へ出ることなく、吐出口１０８から外部へ吐出される。カバー１１７が固定スクロール２に取り付けられるが、該カバー内には流体は流れ込まない。第７参考例によれば、自転防止軸受（案内機構）１１１は流体経路中にない。したがって、自転防止軸受（案内機構）１１１は高温にならないとともに、腐食性の流体を取り扱う場合にも腐食されない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
旋回駆動機構において、従来構造では高速回転のとき遠心力により旋回駆動軸の先端が変位して、旋回スクロールラップが固定スクロールラップに強く接触し、ラップに摩耗やかじりが発生したり騒音が発生したりする。本発明によりこの課題が解決されるから、スクロール流体機械を高速回転仕様にして小型化できる。したがって、本発明は小型化が望まれる真空ポンプ、燃料電池用のブロワー、冷媒用圧縮機、家庭用およびパッケージ型の空調機、産業用空気圧縮機などに利用される可能性が大きい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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