(57)【要約】【課題】全体寸法およびスクロールの回転数を変えることなく、低圧大風量が得られるようにしたスクロール流体機械を得る。【解決手段】端板の外周部に、吸気口に連なり、かつ低圧の圧縮気体を得るべく間隔を大とした渦巻状のラップ９を設けることにより、外側容積変動室を形成し、かつこの外側容積変動室と端板の中心部との間に、吸気口に連なり、圧縮比を、前記外側容積変動室におけるそれと実質的に同一とした内側容積変動室を設け、端板の偏心旋回に伴い、内外の容積変動室より、実質的に同一圧力の低圧気体を吐出させるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端板の外周部に、吸気口に連なり、かつ低圧の圧縮気体を得るべく間隔を大とした渦巻状のラップを設けることにより、外側容積変動室を形成し、かつこの外側容積変動室と前記端板の中心部との間に、前記吸気口に連なり、圧縮比を、前記外側容積変動室におけるそれと実質的に同一とした内側容積変動室を設け、前記端板の偏心旋回に伴い、前記内外の容積変動室より、実質的に同一圧力の低圧気体を吐出させるようにしたことを特徴とする低圧大容量スクロール流体機械。
【請求項２】
外側容積変動室の外端における外側吸気口と連通する外側始端容積変動室と、外側容積変動室の内端における吐気口と連通する外側終端容積変動室との容積比と、内側容積変動室の外端における内側吸気口と連通する内側始端容積変動室と、内側容積変動室の内端における内側吐気口と連通する内側終端容積変動室との容積比を、実質的に等しくしたことを特徴とする請求項１記載の低圧大容量スクロール流体機械。
【請求項３】
外側容積変動室の吐気口を、内側容積変動室の吸気口と接続してなる請求項１または２に記載の低圧大容量スクロール流体機械。
【請求項４】
スクロール圧縮機としてなる請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
端板の中心部に、吸気口に連なり、かつ低圧の圧縮気体を得るべく間隔を大とした渦巻状のラップを設けることにより、内側容積変動室を形成し、この内側容積変動室と前記端板の外周部との間に、前記吸気口に連なり、かつ圧縮比を、前記外側容積変動室におけるそれと実質的に同一とした内側容積変動室を設け、前記端板の偏心旋回に伴い、前記内外の容積変動室より、実質的に同一圧力の低圧気体を吐出させるようにしたことを特徴とする低圧大容量スクロール流体機械。
【請求項６】
外側容積変動室の外端における外側吐気口と連通する外側始端容積変動室と、外側容積変動室の内端における吸気口と連通する外側終端容積変動室との容積比と、内側容積変動室の外端における内側吐気口と連通する内側始端容積変動室と、内側容積変動室の内端における内側吸気口と連通する内側終端容積変動室との容積比を、実質的に等しくしたことを特徴とする請求項５記載の低圧大容量スクロール流体機械。
【請求項７】
内側容積変動室の吐気口を、外側容積変動室の吸気口と接続してなる請求項５または６に記載の低圧大容量スクロール流体機械。
【請求項８】
スクロール減圧機としてなる請求項５〜７のいずれか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、比較的低圧で、大容量が得られるようにしたスクロール流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機およびスクロール真空機械を含むスクロール流体機械においては、外周部におけるラップの巻き終わり側から、中心付近におけるラップの巻き始め側までの密閉空間の容積を順次縮小させることにより、外周部から吸入した気体を加圧し、中心部付近から吐出させるか、その逆に、中心部付近から吸気し、外周部から吐出させるようになっている。
【０００３】
このような従来の一般のスクロール流体機械は、いわば中・高圧用のものであって、相当に高圧の圧縮気体を得ることができ、また効果的な減圧作用を行わせることができる。
【０００４】
しかし、このような従来型のスクロール流体機械によっては、例えば小麦粉等の粉体を輸送するために、例えば約０.２〜０.３ＭＰａ程度の低圧で大容量の圧縮気体を得ることはできない。このような低圧で大容量の圧縮気体を得るためには、ラップ間隔を大として、その巻数を少くしなければならない。
【０００５】
ラップ間の間隔を大とすると、当然、旋回スクロールの旋回時の半径が大きくなり、旋回スクロールの外径が大となる。そのため、質量が増加した旋回スクロールを大きく旋回運動させなければならなくなる。また、旋回スクロールの旋回軸受部における荷重も大となり、それに応じて、耐荷重の大きな軸受けが必要となるとともに、重量ならびに寸法は大となり、製造コストも増加する。
【０００６】
このような問題を回避するためには、旋回スクロールの径が極力大とならないように、ラップをなるべく旋回スクロールの中心に近いところまでに亘って形成すればよいが、このようにすると、吐出圧力が高まり、所望の低圧の圧縮気体を得ることはできなくなる。
【０００７】
そのため、従来、低圧用のスクロール圧縮機においては、旋回スクロールの中心部付近においては旋回ラップを除去し、中心から離れた部分にのみ、間隔を大としたラップが設けられていた。しかし、このようにしたものでは、旋回スクロールの中心部は、なんら出力には機能せず、非効率的であり、かつ不経済である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ラップ間の間隔を、従来の中・高圧用のものと同様とし、かつ従来利用されていなかった中心部付近にも、外周部におけるラップによる圧縮気体と同等の低圧の圧縮気体を生成しうるラップを設けることにより、全体寸法およびスクロールの回転数を変えることなく、低圧の大風量が得られるようにしたスクロール流体機械を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、上記目的は、次のような構成とすることにより達成される。
（１）端板の外周部に、吸気口に連なり、かつ低圧の圧縮気体を得るべく間隔を大とした渦巻状のラップを設けることにより、外側容積変動室を形成し、かつこの外側容積変動室と前記端板の中心部との間に、前記吸気口に連なり、圧縮比を、前記外側容積変動室におけるそれと実質的に同一とした内側容積変動室を設け、前記端板の偏心旋回に伴い、前記内外の容積変動室より、実質的に同一圧力の低圧気体を吐出させるようにする。
【００１０】
（２）上記(１)項において、外側容積変動室の外端における外側吸気口と連通する外側始端容積変動室と、外側容積変動室の内端における吐気口と連通する外側終端容積変動室との容積比と、内側容積変動室の外端における内側吸気口と連通する内側始端容積変動室と、内側容積変動室の内端における内側吐気口と連通する内側終端容積変動室との容積比を、実質的に等しくする。
【００１１】
（３）上記(１)または(２)項において、外側容積変動室の吐気口を、内側容積変動室の吸気口と接続する。
【００１２】
（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、スクロール圧縮機とする。
【００１３】
（５）端板の中心部に、吸気口に連なり、かつ低圧の圧縮気体を得るべく間隔を大とした渦巻状のラップを設けることにより、内側容積変動室を形成し、この内側容積変動室と前記端板の外周部との間に、前記吸気口に連なり、かつ圧縮比を、前記外側容積変動室におけるそれと実質的に同一とした内側容積変動室を設け、前記端板の偏心旋回に伴い、前記内外の容積変動室より、実質的に同一圧力の低圧気体を吐出させるようにする。
【００１４】
（６）上記(５)項において、外側容積変動室の外端における外側吐気口と連通する外側始端容積変動室と、外側容積変動室の内端における吸気口と連通する外側終端容積変動室との容積比と、内側容積変動室の外端における内側吐気口と連通する内側始端容積変動室と、内側容積変動室の内端における内側吸気口と連通する内側終端容積変動室との容積比を、実質的に等しくする。
【００１５】
（７）上記(５)または(６)項において、内側容積変動室の吐気口を、外側容積変動室の吸気口と接続する。
【００１６】
（８）上記(５)〜(７)項のいずれかにおいて、スクロール減圧機とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明：−端板の旋回に伴い、内外の容積変動室内にそれぞれ吸引された気体は、同時に加圧されて、内外の容積変動室より、実質的に同一圧力で吐出するので、全体寸法を大としなくても、両容積変動室からの吐出圧力気体の合計量は、従来の外周部にのみしかラップが設けられていないものに比して大となる。
【００１８】
請求項２記載の発明：−外側および内側の容積変動室からは、実質的に等圧の大量の圧縮気体が吐出する。
【００１９】
請求項３記載の発明：−外側容積変動室から吐出した圧縮気体は、内側容積変動室で再圧縮されるので、やや高圧の圧縮気体が大量に得られる。
【００２０】
請求項４記載の発明：−吐出圧力気体量の大きな圧縮機が得られる。
【００２１】
請求項５記載の発明：−端板の旋回に伴い、内外の容積変動室内にそれぞれ吸引された気体は、同時に減圧されて、内外の容積変動室より、実質的に同一圧力で吐出するので、全体寸法を大としなくても、両容積変動室からの吐出気体の合計量は、従来の外周部にのみしかラップが設けられていないものに比して大となり、効果的な減圧が行われる。
【００２２】
請求項６記載の発明：−内側および外側の容積変動室からは、実質的に等圧の大量の気体が吐出し、効果的な減圧が行われる。
【００２３】
請求項７記載の発明：−内側容積変動室へ吸引された圧縮気体は、外側容積変動室で減圧され、効果的な減圧が行われる。
【００２４】
請求項８記載の発明：−減圧効果の大きな減圧機が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、請求項１〜４に記載されている本発明、すなわち、スクロール流体機械の一例としてのスクロール圧縮機に、本発明を適用した一実施形態を示す縦断側面図である。
【００２６】
なお本発明においては、その特徴として、固定ラップと旋回ラップからなる容積変動室を、外周側と内周側とに区分してある。
【００２７】
図１に示すスクロール圧縮機の基本的な構造は、従来のものと同様であるので、簡単に説明する。なお図１において、左方を前、右方を後とする。
【００２８】
前部、すなわち図１の左端部における固定スクロール(１)の固定端板(２)の外周部適所には、外側吸気口(3a)が、同じく中心部には、内側吐気口(4b)が設けられ、かつそれらの間には、外側吐気口(4a)と内側吸気口(3b)が設けられている。
【００２９】
固定端板(２)の後面には、渦巻状の固定ラップ(５)が立設され、同じく前面には、水平方向を向く、緩い波状の等高の冷却フィン(６)が、ほぼ等間隔をもって立設されている。
【００３０】
固定スクロール(１)の後側に対向して配置されている旋回スクロール(７)は、円形の旋回端板(８)の前面、すなわち固定スクロール(１)と対向する面に、渦巻状の旋回ラップ(９)を立設し、かつ同じく後面に、水平方向を向く多数の波状の等高の冷却フィン(10)を、ほぼ等間隔をもって立設して形成されている。
【００３１】
旋回スクロール(７)の後面には、ベアリングプレート(11)が重合され、止着されている。ベアリングプレート(11)の後面の中心部には、駆動軸(12)の偏心軸部(13)をベアリング(14)を介して枢支する筒状ボス(15)が突設されている。
【００３２】
ベアリングプレート(11)の後面の外周部の３か所には、例えば公知のクランクピン型式の自転防止機構(16)を組み込んで、旋回スクロール(７)が、それが収容されているハウジング(17)に対し、駆動軸(12)まわりに、偏心的に旋回しうるようにしてある。
【００３３】
固定スクロール(１)の前面にはカバープレート(18)が当接され、適宜の締付けねじ(19)で、締付け固定されている。
【００３４】
旋回スクロール(７)と、その後面に重合されているベアリングプレート(11)とは、締付けねじ(20)で締付けて一体化されている。
【００３５】
固定スクロール(１)の後面板(21)は、ハウジング(17)の前面に重合され、両者は、ボルト(22)とナット(23)により締着されている。
【００３６】
前記固定ラップ(５)および旋回ラップ(９)の先端面には、それぞれ嵌溝(24)(25)が形成され、各嵌溝(24)(25)内には、それぞれ、対向する旋回スクロール(７)の旋回端板(８)、および固定スクロール(１)の固定端板(４)に摺接するシール部材(Ｓ)が嵌設されている。
【００３７】
図１におけるII−II線縦断面図である図２および図３に示すように、固定ラップ(５)は、外側吸気口(3a)に連なる外側容積変動室用固定ラップ(5a)と、内側吐出口(4b)に連なる内側容積変動室用固定ラップ(5b)とに区分され、旋回ラップ(９)は、外側容積変動室用旋回ラップ(9a)と、内側容積変動室用旋回ラップ(9b)とに区分されている。
【００３８】
しかして、外側容積変動室用固定ラップ(5a)と外側容積変動室用旋回ラップ(9a)との間隔は大とされ、内側容積変動室用固定ラップ(5b)と内側容積変動室用旋回ラップ(9b)との間隔は、やや小とされている。
【００３９】
また、外側吸気口(3a)と連通する外側始端容積変動室(Ａ)と、外側吐気口(4a)と連通する外側終端容積変動室(Ｂ)との容積比と、内側吸気口(3b)と連通する内側始端容積変動室(Ｃ)と、内側吐気口(4b)と連通する内側終端容積変動室(Ｄ)との容積比を、実質的に等しくしてある。
【００４０】
従って、外側および内側の両容積変動室内において、ほぼ等圧力の圧縮気体が生成され、スクロールの中心部におけるラップが除去されていた従来のものに比して、大量の低圧圧縮気体が得られる。
【００４１】
図４は、請求項５〜８に記載されている本発明、すなわち、スクロール流体機械の一例としてのスクロール減圧機（スクロール真空機械を含む）に、本発明を適用した一実施形態における図２と同様の縦断側面図である。
【００４２】
図４においては、図２における内側吐気口(4b)を内側吸気口(3b)とし、同じく外側吐気口(4a)を外側吸気口(3a)とし、同じく内側吸気口(3b)を内側吐気口(4b)とし、同じく外側吸気口(3a)を外側吐気口(4a)としたものであり、他は、図１〜図３に示したものと異なるところはない。
【００４３】
図４に示したものにより、内側吸気口(3b)から吸入された気体は、外側吐気口(4a)から吐出し、減圧されることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】請求項１〜４に記載の本発明の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１におけるII−II線縦断面図である。
【図３】図２に示すものにおいて、ラップの噛合状態が変化した状態を示す図である。
【図４】請求項５〜８に記載の本発明の実施形態を示す図２と同様の図である。
【符号の説明】
【００４５】
(１)固定スクロール
(２)固定端板
(3a)外側吸気口
(3b)内側吸気口
(4a)外側吐気口
(4b)内側吐気口
(５)固定ラップ
(5a)外側容積変動室用固定ラップ
(5b)内側容積変動室用固定ラップ
(６)冷却フィン
(７)旋回スクロール
(８)旋回端板
(９)旋回ラップ
(9a)外側容積変動室用旋回ラップ
(9b)内側容積変動室用旋回ラップ
(10)冷却フィン
(11)ベアリングプレート
(12)駆動軸
(13)偏心軸部
(14)ベアリング
(15)筒状ボス
(16)自転防止機構
(17)ハウジング
(18)カバープレート
(19)(20)締付けねじ
(21)後面板
(21a)外向フランジ
(22)ボルト
(23)ナット
(24)(25)嵌溝
(Ｓ)シール部材
Ａ  外側始端容積変動室
Ｂ  外側終端容積変動室
Ｃ  内側始端容積変動室
Ｄ  内側終端容積変動室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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