(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々端板及び該端板に立設された渦巻き形のラップを有し、前記各ラップの先端面が前記端板のうち自身とは別体の相手方端板と対向するように配置された状態で互いの間に密閉室を形成する一対のスクロール体と、
前記ラップの先端面に設けられたシール溝に挿入され、前記相手方端板との間をシールするシール部材と、
前記シール部材と該シール部材と対向する前記シール溝の側面との間に介装され、前記密閉室の液体を吸収して膨潤することにより、前記シール部材を前記シール溝の反対側の側面に向けて押し付ける膨潤材とを備え、
前記シール部材の一方の側面に、前記シール溝の側面に向けて開口した凹溝が設けられ、前記膨潤材はロッド状をなし、前記凹溝に挿入されていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
前記膨潤材が、前記密閉室の液体を吸収して膨潤する材質からなる不織布であることを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
【請求項３】
前記膨潤材が、前記密閉室の液体を吸収して膨潤する性質を有する接着剤であり、前記シール部材は該接着剤によって前記シール溝の側面に接着されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
スクロール型流体機械が、前記一対のスクロール体で膨張室を形成するスクロール膨張機であることを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
スクロール型流体機械が、前記一対のスクロール体で圧縮室を形成し、潤滑液として水を用いる水潤滑式スクロール圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載の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、端板とラップの先端面に設けられたシール部材との間のシール状態を確保しつつ、該シール部材の摩耗を抑制可能にしたスクロール流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
端板と端板に立設された渦巻き形のラップとからなり、この端板とラップとで複数の膨張室を区画形成する一対のスクロール体を備え、この膨張室に高圧の作動媒体を供給し、この作動媒体の膨張力で回転トルクを取り出すスクロール膨張機が知られている。例えば、特許文献１には、ケーシングに固定された固定スクロール体と、固定スクロール体に対して偏心回転する可動スクロール体とを備えたスクロール膨張機が開示されている。
【０００３】
このスクロール膨張機は、可動スクロール体がクランク軸に偏心した状態で取り付けられ、クランク軸に対して偏心した状態で公転運動を行う。また、可動スクロール体は、自転防止機構が設けられ、自転が防止されている。膨張室に作動流体として高圧の冷媒が流入すると、流入した冷媒の膨張力によって可動スクロール体が押し動かされて偏心回転する。その結果、膨張室の容積が増大し、それに伴って冷媒が膨張してゆく。膨張した冷媒は流出口から流出する。可動スクロール体の回転運動は、クランク軸を介して回転トルクとして取り出される。最近では、スクロール膨張機を小型発電システムに組み込み、可動スクロール体の回転トルクを利用して発電を行う取組みがなされている。
【０００４】
スクロール膨張機では、膨張室を気密にシールする必要があるが、相手方端板と摺接するラップの先端面に凹溝を刻設し、この凹溝にチップシールを装着することで、膨張室の気密状態を保っている。一方、一対のスクロール体で圧縮室を形成して圧縮気体を作るスクロール圧縮機や、スクロール型ブロア、あるいはスクロール圧縮機を利用した真空ポンプでも、同様に、相手方端板に摺接するラップの先端面にチップシールを装着することで、圧縮工程での圧縮気体の漏れを抑制している。
【０００５】
また、スクロール圧縮機では、相手方端板とチップシール間のシール効果を高めるため、チップシールの底面又は側面に切込み加工によるリップを形成し、該リップに圧縮気体を導くことで、チップシールを相手方端板に強く摺接させる手段が提案されている。あるいは、凹溝の底面とチップシールの底面との間に、ゴム、エラストマー等の弾性部材を挿入し、該弾性部材の押付力によってチップシールを相手方端板に押し付ける手段が提案されている。
【０００６】
特許文献２には、供給水分により吸水して膨潤するチップシールをラップの先端面に設けたスクロール圧縮機が開示されている。これによって、外部より供給される水分を吸収して膨潤したチップシールが全体的に均一な力で相手方端板に押し付けられることで、圧縮室のシール機能を保持するようにしている。
【０００７】
特許文献３には、ラップの先端面に設けられた凹溝にチップシールを装着する際に、凹溝の側面及び底面とチップシールの側面及び底面との間に、凹溝とチップシール間の隙間を埋める弾性的な充填部材を設けたスクロール圧縮機が開示されている。これによって、前記凹溝内を伝わる圧縮流体の漏洩を防止するようにしている。
【０００８】
空気圧縮機においては、圧縮空気等の温度上昇を防止したり、圧縮室を密閉したり、摺接部位の潤滑のため、圧縮室に潤滑油を注入する油潤滑式空気圧縮機が一般に用いられている。また、このような油潤滑式空気圧縮機では、圧縮空気に油分が混入し、油分を完全に除去できないため、清浄な圧縮空気を必要とする工場、例えば、食品工場、薬品工場、精密機器工場等では使用できない。そこで、潤滑油の代わりに水を使用する水潤滑式空気圧縮機が提案されている。この水潤滑式空気圧縮機で生成される圧縮空気は、油分を含まないため、清浄な圧縮空気を必要とする工場でも使用できる。かかる水潤滑式空気圧縮機が特許文献４に開示されている。以下、特許文献４に開示された一般的な水潤滑式空気圧縮機の構成を図７で説明する。
【０００９】
図７において、水潤滑式空気圧縮機１００は、空気を圧縮する空気圧縮機本体１０２と、圧縮空気中に含まれる水を分離するセパレータタンク１０４と、圧縮空気中に含まれる水分を除去するためのドライヤ１０６と、水を冷却する水クーラ１０８と備えている。空気圧縮機本体１０２は、スクロール型、スクリュー型、レシプロ型、ターボ型等の圧縮機で構成される。管路１１０から空気圧縮機本体１０２内に供給される水は、スクロール圧縮機の場合、スクロール体間の潤滑及びスクロール体の冷却等に用いられる。圧縮用の空気は、管路１１２に設けられたバルブ１１４を開くことにより空気圧縮機本体１０２に供給され、空気圧縮機本体１０２で圧縮される。
【００１０】
この圧縮空気は水と共に管路１１６を通ってセパレータタンク１０４に移動し、セパレータタンク１０４で水と分離される。水と分離された空気は湿気を多く含むため、ドライヤ１０６により乾燥されて、排出管１１８から使用側に排出される。セパレータタンク１０４で分離された水１２０は、管路１２２を通って水クーラ１０８に供給され、水クーラ１０８で冷却される。水クーラ１０８で冷却された水は、管路１１０を通って空気圧縮機本体１０２に供給される。
【００１１】
水潤滑式空気圧縮機１００を循環する水の汚れがひどくなった場合には、排水バルブ１２４を開くことにより、セパレータタンク１０４内の水が管路１２６から適宜排出され、給水バルブ１２８又は１３０を開くことにより、新しい水が管路１３２又は１３４から供給される。セパレータタンク１０４内の水位は、セパレータタンク１０４に設けられた水位計１３６によって確認する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−４６２２３号公報
【特許文献２】特開平９−１５８８５３号公報
【特許文献３】特開２００６−９７６５６号公報
【特許文献４】特開２００７−１６２４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
スクロール膨張機では、作動媒体として用いられる水蒸気や冷媒が膨張室で断熱膨張することで、作動媒体や作動媒体に含まれる水蒸気が凝縮し、作動媒体の凝縮液や凝縮水が発生する。相手方端板とチップシールとの間に該凝縮液や該凝縮水のような液体が介在することで、膨張室での作動媒体の漏れを抑制するシール効果がある。しかし、チップシールと相手方端板との間に液体凝縮液が介在する状態で、チップシールを相手方端板に押し付ける押付力を付与し、チップシールを相手方端板に押し付けた状態にしておくと、該液体の作用でチップシールの摩耗が進行してしまう。
【００１４】
水潤滑式スクロール圧縮機でも、潤滑液として用いられる水が相手方端板とチップシールとの間に介在することで、圧縮室での被圧縮気体の漏れを抑制するシール効果がある。しかし、スクロール膨張機と同様に、チップシールを相手方端板に押し付ける押付力を付与し、チップシールを相手方端板に押し付けた状態にしておくと、水の作用でチップシールの摩耗が進行してしまうという問題がある。
【００１５】
従って、スクロール膨張機や水潤滑式圧縮機では、シール効果を高めるために、特許文献２に開示されているように、チップシールを相手方端板に押し付ける手段を採用できない。また、特許文献３に開示された手段では、チップシールの摩耗が進行する前記問題を解決できない。一方、膨張室や圧縮室を形成する部材の加工公差や運転中の熱変形等により、チップシールのシール機能が損なわれるため、チップシールと相手方端板との間のシール機能も保持する必要がある。
【００１６】
本発明は、かかる課題に鑑み、スクロール流体機械において、チップシールと相手方端板との間に介在する液体によるシール効果を利用してシール効果を保持すると共に、液体の存在によって進行してしまうチップシールの摩耗を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するため、本発明のスクロール流体機械は、夫々端板及び該端板に立設された渦巻き形のラップを有し、前記各ラップの先端面が前記端板のうち自身とは別体の相手方端板と対向するように配置された状態で互いの間に密閉室を形成する一対のスクロール体と、ラップの先端面に設けられたシール溝に挿入され、相手方端板との間をシールするシール部材と、シール部材とシール部材と対向するシール溝の側面との間に介装され、密閉室の液体を吸収して膨潤することにより、シール部材をシール溝の反対側の側面に向けて押し付ける膨潤材とを備えている。ここで、密閉室の液体とは、例えば、スクロール膨張機においては、作動媒体が凝縮した凝縮液若しくは作動媒体に含まれる水蒸気が凝縮した凝縮水であり、水潤滑式圧縮機においては、潤滑液として用いられる水である。
【００１８】
シール部材と相手方端板との間はほぼ隙間のない状態に設定されるが、この状態で密閉室に存在する液体がシール部材と相手方端板との間に介在することによって、シール部材と相手方端板間のシール効果を保持できる。また、膨潤材は、液体を吸収して膨潤することで、シール部材の側面とシール溝の対向面に強い押付力を発生する。これによって、シール溝内で相手方端板に対するシール部材の位置を固持できるので、シール部材は相手方端板に押し付けられた状態とはならない。そのため、シール部材の摩耗の進行を抑制できる。このように、相手方端板とシール部材間のシール機能を保持しながら、相手方端板に対するシール部材の過度の押付けを回避でき、シール部材の摩耗を抑制できる。
【００１９】
この膨潤材は、例えば、吸水性ポリマーを配合させたゴム、あるいはポリアクリル酸ソーダ、ポリアミド樹脂等の膨潤性樹脂などで構成される。本発明では、膨潤材をシール部材の側面とラップの対向面との間のみに介装し、シール部材の底面とシール溝の底面との間に介装しない。これによって、シール部材が相手方端板に押し付けられるのを防止できる。膨潤材は、シール部材の側面又はラップの対向面に固着してもよく、あるいは固着しないで挿入しておくだけでもよい。
【００２０】
本発明において、シール部材の底面とシール溝の底面との間に介装され、シール部材に対し相手方端板に向かう押付力を付与する押圧部材を更に備えるようにしてもよい。この押圧部材を設けた場合、スクロール膨張機では、作動媒体が断熱膨張して作動媒体の凝縮液等の液体が発生しない段階では、膨潤材が膨潤しないため、押圧部材の押付力によってシール部材が相手方端板に押し付けられる。そのため、チップシールと相手方端板との間でシール効果を得ることができる。
【００２１】
凝縮液等の液体が発生した後は、凝縮液等の液体がシール部材と相手方端板間に介在することで、シール効果を得ることができる。また、該液体によって膨潤材が膨潤し、膨潤した膨潤材によってチップシールの相手方端板に対する軸方向位置が固定される。チップシールの固定後、相手方端板に対相手方端板に対するシール部材の過度の押付けを回避でき、シール部材の摩耗を抑制できる。押圧部材は、例えば、ゴム、エラストマー等の弾性部材を用いることができる。このように、スクロール膨張機では、押圧部材の押付力を利用してシール効果を高めることができる。
【００２２】
本発明において、シール部材の一方の側面に、シール溝の側面に向けて開口した凹溝が設けられ、膨潤材をロッド状に形成し、該凹溝に挿入した構成とすることができる。この構成では、ロッド状の膨潤材は該凹溝の側面とシール溝の側面との間に介装される。これによって、膨潤材の装着が容易になる。ロッド状に形成された膨潤材として、例えば、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴムなどの材質からなる膨潤材が好適である。このような弾性をもつ膨潤材を用いることで、膨潤材の装着がさらに容易になる。
【００２３】
本発明において、膨潤材として、密閉室の液体を吸収して膨潤する材質からなる不織布を使用できる。例えば、デンプン−アクリル酸塩グラフト重合体、架橋ポリアクリル酸塩ポリビニルアルコール架橋重合体、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体等の吸水膨潤性樹脂を塗布又は含浸した不織布がかかる膨潤性を有し適用可能である。このように、膨潤材として安価な不織布を用いることで、低コスト化できる。
【００２４】
本発明において、膨潤材が、密閉室の液体を吸収して膨潤する性質を有する接着剤であり、この接着剤によってシール部材をラップの対向面に接着するようにしてもよい。本発明に使用可能な接着剤として、例えば、吸水性ポリマー、充填剤及び溶剤等からなる接着剤、水性ビニルウレタン系接着剤等がある。このように、膨潤性をもつ接着剤を用いることで、チップシールをシール溝の側面に強固に固定できる。
【００２５】
本発明をスクロール膨張機に適用すれば、作動媒体が凝縮した凝縮液若しくは作動媒体に含まれる水蒸気が凝縮した凝縮水を利用して膨張室のシール効果を得ることができると共に、膨潤材によってシール部材の摩耗を抑制できる。また、本発明を水潤滑式スクロール圧縮機に適用すれば、潤滑液として用いる水を利用して圧縮室のシール効果を得ることができると共に、膨潤材によってシール部材の摩耗を抑制できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のスクロール流体機械によれば、シール部材の側面とシール溝の対向面との間に、密閉室の液体を吸収して膨潤する膨潤材を介装し、かつこの液体をシール部材と相手方端板との間に介在させることで、密閉室のシール機能を保持できる。また、膨潤材が液体によって膨潤することで、相手方端板に対するシール部材の位置を固持するので、相手方端板に対するシール部材の過度の押付けを回避でき、シール部材の摩耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明装置の第１実施形態に係るスクロール膨張機の全体図である。
【図２】前記第１実施形態に係るスクロール膨張機の固定スクロール体の斜視図である。
【図３】前記第１実施形態に係る膨張室のシール部分の断面図である。
【図４】本発明装置の第２実施形態に係るスクロール膨張機の膨張室のシール部分の断面図である。
【図５】本発明装置の第３実施形態に係るスクロール膨張機の膨張室のシール部分の断面図である。
【図６】本発明装置の第４実施形態に係るスクロール膨張機の膨張室のシール部分の断面図である。
【図７】従来の水潤滑式空気圧縮機の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２９】
（実施形態１）
本発明をスクロール膨張機に適用した第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１において、スクロール膨張機１０は、固定スクロール体１２と旋回スクロール体２２とが対向配置されている。固定スクロール体１２は、端板１４と、端板１４からスクロール膨張機１０の軸方向ａに立設された渦巻き状のラップ１６を備えている。旋回スクロール体２２は、端板２４と、端板２４から軸方向ａに立設された渦巻き状のラップ２６とを備えている。ラップ１６とラップ２６とは直線で接触し、端板１４、２４とラップ１６、２６とで複数の膨張室ｅが形成される。複数の膨張室ｅはラップ１６，２６の両側で外周側に向かって形成される。
【００３０】
旋回スクロール体２２の中心軸２８は、クランク軸３０に偏心した位置に取り付けられ、クランク軸３０に対して偏心した状態で公転運動を行う。旋回スクロール体２２は、自転機構３６が設けられ、自転が防止されている。旋回スクロール体２２を囲むハウジング３４が設けられ、クランク軸３０はハウジング３４に転がり軸受３２を介して回転自在に支持されている。クランク軸３０は発電機３８に接続されている。
【００３１】
固定スクロール体１２の中心部に設けられた導入孔１８から冷媒などの高圧の作動媒体ｗが供給され、作動媒体ｗが膨張室ｅに流入すると、作動媒体ｗの膨張力によって旋回スクロール体２２が押し動かされて公転運動を行う。その結果、膨張室ｅの容積が増大し、それに伴って作動媒体ｗが断熱膨張してゆく。断熱膨張した作動媒体ｗは固定スクロール体１２の外周部に設けられた流出孔２０から流出する。旋回スクロール体２２の公転運動は、クランク軸３０を介して回転トルクとして取り出され、発電機３８を回転させ、発電を行う。
【００３２】
図２は、固定スクロール体１２が図示されている。図２において、固定スクロール体１２を構成するケーシング４０は筒状に形成されている。ケーシング４０の内部に、円板状の端板１４が、スクロール膨張機の軸方向ａと直角方向に固設されている。端板１４に、軸方向ａに向けて、渦巻き状に曲折されたラップ１６が立設されている。ラップ１６の先端面には、ラップ１６の長さ方向全域に亘り、ほぼ四角形の断面を有するシール溝４２が刻設されている。
【００３３】
渦巻き状に形成されたチップシール４４がシール溝４２の全長に亘り挿入される。チップシール４４は、四角形状の断面を有する。図３に示すように、シール溝４２の幅方向寸法ｗ１より小さい幅方向寸法ｗ２を有し、ラップ１６の長さ方向寸法と同一の長さ方向寸法を有している。シール溝４２の幅方向寸法ｗ１とチップシール４４の幅方向寸法ｗ２との差分は、後述する膨潤材４６ａ及び４６ｂが、凹溝４２とチップシール４４との間に介装可能なだけの差分を有している。
【００３４】
チップシール４４の平滑な上面４４ａは、ラップ１６の先端面１６ａより微小高さｈだけ突設している。スクロール膨張機の製作工程では、高さ寸法を設定寸法に調整したスペーサを端板１４上に置き、このスペーサに上方から治具板を置くことで、端板２４とラップ１６の先端面１６ａとの間隔を設定する。このとき、チップシール４４の上面４４ａは治具板に接した位置に調整される。こうして、スクロール膨張機１０の組立て後、チップシール４４の上面４４ａと端板１４とはほぼ隙間がない状態となる。
【００３５】
シール溝４２を形成するラップ１６の溝内右側面１６ｂと、チップシール４４の右側面４４ｂとの間に、板状の膨潤材４６ａが介装されている。また、シール溝４２を形成するラップ１６の溝内左側面１６ｃと、チップシール４４の左側面４４ｃとの間に、板状の膨潤材４６ｂが介装されている。膨潤材４６ａ及び４６ｂは、夫々ラップ１６及びチップシール４４の長さ方向全長に亘り配設されていると共に、膨潤材４６ａ、４６ｂの高さ寸法は、シール溝４２の高さ寸法とほぼ同一である。従って、ラップ１６の先端面１６ａと膨潤材４６ａ、４６ｂの上端面はほぼ同一高さとなる。また、膨潤材４６ａ及び４６ｂは、ラップ１６又はチップシール４４の壁面に接着されてもよく、あるいは接着せずに、単に挿入しておくだけでもよい。
【００３６】
チップシール４４がラップ１６に装着された固定スクロール体１２に対し、旋回スクロール体２２が組み付けられる。旋回スクロール体２２のラップ２６の先端面にシール溝４２と同一のシール溝が形成され、該シール溝にチップシール４４と同一構成のチップシール（図示省略）が装着されている。
【００３７】
固定スクロール体１２及び旋回スクロール体２２のラップ先端面に設けられたチップシールは、夫々相手方端板に摺接し、固定スクロール体１２と旋回スクロール体２２のラップ同士が軸方向ａの直線で接触する。これによって、複数の膨張室ｅが形成される。複数の膨張室ｅは、ラップ１６、２６に沿ってケーシング４０の中心から外周側に向かって形成される。
【００３８】
膨潤材４６ａ及び４６ｂは、例えば、吸水性ポリマーを配合させたゴム、あるいはポリアクリル酸ソーダ、ポリアミド樹脂等の膨潤性樹脂などで構成されている。冷媒等の作動媒体ｗが断熱膨張することで冷却して液化し、作動媒体ｗに含まれる水蒸気も凝縮して凝縮水となる。膨潤材４６ａ、４６ｂはこれらの凝縮液を吸収して膨潤する。膨潤材４６ａ、４６ｂが膨潤することで、膨潤材４６ａ、４６ｂがチップシール４４及びラップ１６に対して強い押付力を発揮し、チップシール４４をシール溝４２内で軸方向ａに固持する。
【００３９】
本実施形態によれば、作動媒体ｗの凝縮液及び作動媒体ｗに含まれていた水蒸気の凝縮水が、チップシール４４の上面４４ａと端板２４との間に介在するので、これら凝縮液によってシール機能を保持できる。また、膨潤材４６ａ、４６ｂが膨潤して、チップシール４４の軸方向位置を固定するので、凝縮液が発生する前の運転当初においては、チップシール４４の上面４４ａが多少摩耗することはあっても、その後、チップシール４４は端板２４に押し付けられない状態となる。そのため、凝縮液の発生後では、チップシール４４の上面４４ａの摩耗を抑制できる。
【００４０】
（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態を図４により説明する。本実施形態は、チップシール４４の底面４４ｄとラップ１６の溝内底面１６ｄとの間に、四角断面の空間が設けられ、該空間にゴム、エラストマー等からなる四角断面の弾性部材４８が充填されている。その他の構成は前記第１実施形態と同一である。
【００４１】
本実施形態では、膨潤材４６ａ、４６ｂが作動媒体等の液化によって膨潤する前には、弾性部材４８の押付力によってチップシール４４の上面４４ａが端板２４に押し付けられる。膨潤材４６ａ、４６ｂが作動媒体等の液化によって膨潤した後は、チップシール４４の軸方向位置は膨潤材４６ａ、４６ｂによって固定される。
【００４２】
そのため、膨潤材４６ａ、４６ｂが膨潤する前は、チップシール４４が弾性部材４８によって押付力を付与され、端板２４に押し付けられるので、良好なシール効果を得ることができる。また、作動媒体等の液化によって膨潤材４６ａ、４６ｂが膨潤した後は、チップシール４４の軸方向位置は固定されるので、チップシール４４の上面４４ａは端板２４に押し付けられなくなるので、チップシール上面４４ａの摩耗は抑制されると共に、チップシール４４の上面４４ａと端板２４間は凝縮液の介在によってシール効果を保持できる。
【００４３】
（実施形態３）
次に、本発明装置の第３実施形態を図５によって説明する。本実施形態は、第１実施形態における膨潤材４６ａ、４６ｂの代わりに、チップシール５０の右側面５０ｂに四角断面の凹溝５２が刻設されている。凹溝５２に円形断面を有するロッド状の膨潤材５４が挿入されている。膨潤材５４は、渦巻き状をなし、ラップ１６の長さ方向全長に亘って配置されている。この構成では、膨潤材５４は、凹溝５２の側面５２ａと側面５２ａに対向したラップ１６の溝内右側面１６ｂとの間に膨潤材５４が介在する。膨潤材５４の材質は、スチレン・ブタジエンゴム又はブチルゴムであり、これらは作動媒体ｗの凝縮液及び作動媒体に含まれていた水蒸気の凝縮水を吸収して膨潤する性質を有する。その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００４４】
本実施形態よれば、作動媒体ｗの凝縮液及び作動媒体に含まれる水蒸気の凝縮水が発生してチップシール５０の上面５０ａと端板２４との間に介在することで、上面５０ａと端板２４間のシール効果を得ることができる。また、凝縮液等によって膨潤材５４が膨潤し、チップシール５０の軸方向位置を固定するので、端板２４に対するチップシール５０の押付力を解除でき、そのため、上面５０ａの摩耗を抑制できる。さらに、ロッド状の膨潤材５４を用いることで、簡素化かつ低コスト化できる。また、膨潤材５４の装着が容易になる。
【００４５】
（実施形態４）
次に、本発明装置の第４実施形態を図６により説明する。本実施形態では、第１実施形態における膨潤材２２ａ及び２２ｂの代わりに、チップシール４４の右側面４４ｂとシール溝４２を形成するラップ１６の溝側右側面１６ｂとの間に、前述のデンプン−アクリル酸塩グラフト重合体、架橋ポリアクリル酸塩ポリビニルアルコール架橋重合体、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体等から選択された吸水膨潤性樹脂を塗布又は含浸した不織布からなる不織布５６を介装している。不織布５６は、作動媒体等の凝縮液を吸収して膨潤可能である。不織布５６はチップシール４４の右側面４４ｂとラップ１６の溝側右側面１６ｂとの間に挿入されただけで、これらに接着されてない。その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００４６】
本実施形態によれば、チップシール４４の上面４４ａと端板２４との間に介在する凝縮液でシール効果を得ることができると共に、作動媒体等の凝縮液で、不織布５６が膨潤し、チップシール４４の軸方向位置を固持できるので、上面４４ａの摩耗を抑制できる。また、安価な不織布５６を用いればよいので、低コスト化できると共に、不織布５６をチップシール４４の右側面４４ｂとラップ１６の溝側右側面１６ｂとの間に挿入するだけであるので、不織布５６の装着が容易になる。
【００４７】
第１実施形態から第３実施形態で用いられた膨潤材の代わりに、作動媒体等の凝縮液を吸収して膨潤する性質を有する接着剤を用いることができる。この性質を有する接着剤として、例えば、吸水性ポリマー、充填剤及び溶剤等からなる接着剤、水性ビニルウレタン系接着剤等がある。例えば、図２に示す第１実施形態の膨潤材４６ａ、４６ｂの代わりに、かかる膨潤性を有する接着剤で、チップシール４４の右側面４４ｂラップ１６の溝側右側面１６ｂとの間、及びチップシール４４の左側面４４ｃとラップ１６の溝側左側面１６ｃとの間に接着するとよい。これによって、チップシール４４と端板２４間のシール効果を得られると共に、チップシール４４の摩耗を抑制できる。また、接着剤を用いることで、チップシール４４のラップ１６に対する接着力を増強できる。
【００４８】
前記各実施形態は、いずれもケーシングに固定された固定スクロール体のラップと、旋回スクロール体のラップとに夫々凹溝を刻設し、該凹溝にチップシールを装着する構成を有しているが、いずれか一方のラップのみにチップシール及び膨潤材を設けるようにしてもよい。また、前記各実施形態は、固定スクロール体と旋回スクロール体とを用いた例であるが、本発明は、互いに対向した２つのスクロール体がいずれも回転する両回転型のスクロール膨張機に適用してもよい。
【００４９】
前記実施形態はいずれも本発明をスクロール膨張機に適用した例であったが、本発明は水潤滑式スクロール圧縮機にも適用可能であり、スクロール膨張機と同様の作用効果を得ることができる。即ち、潤滑液として用いられる水が圧縮室のシール面に介在することで、圧縮室のシール効果を向上できる。また、チップシールの側面とシール溝との対向面との間に介装された膨潤材により、相手方端板に対するチップシールの位置を固持することで、チップシールの摩耗が進行するのを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、チップシールの相手方端板に対するシール面に介在する液体によるシール効果を利用して、該シール面のシール効果を保持すると共に、液体の存在によって進行するチップシールの摩耗を効果的に抑制できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０                              スクロール膨張機
１２                              固定スクロール体
１４、２４                        端板
１６、２６                        ラップ
１６ａ                          先端面
１６ｂ                          溝内右側面
１６ｃ                          溝内左側面
１６ｄ                          溝内底面
１８                              導入孔
２０                              流出孔
２２                              旋回スクロール体
２８                              中心軸
３０                              クランク軸
３２                              転がり軸受
３４                              ハウジング
３６                              自転機構
３８                              発電機
４０                              ケーシング
４２                              シール溝
４４                              チップシール（シール部材）
４４ａ                          上面
４４ｂ                          右側面
４４ｃ                          左側面
４４ｄ                          底面
４６ａ、４６ｂ、５４              膨潤材
４８                              弾性部材（押圧部材）
５０                              チップシール
５０ａ                          上面
５０ｂ                          右側面
５２                              凹溝
５６                              不織布
１００                            水潤滑式空気圧縮機
１０２                            空気圧縮機本体
１０４                            セパレータタンク
１０６                            ドライヤ
１０８                            水クーラ
１１０，１１２、１１６、１２２，１２６，１３２，１３４    管路
１１４                            バルブ
１１８                            排出管
１２０                            水
１２４                            排水バルブ
１２８，１３０                    給水バルブ
１３６                            水位計
ａ                                軸方向
【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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