(57)【要約】      （修正有）【課題】膨張機として利用されるスクロール型流体機械において、作動流体の熱損失を低減できる構造を提供する。【解決手段】外周駆動型のスクロール型流体機械であって、供給口２０ａ、３０ａ、作動流体の排出口及び２つのクランクシャフトを除いて、揺動スクロール１、２つの固定スクロール２、３、及び２つのクランクの全体を覆うと共に、揺動スクロール１及び２つの固定スクロール２、３から離れて配置される、本体カバー（正面側カバー４及び背面側カバー５）と、本体カバーの内側にある供給口２０ａ、３０ａから本体カバーの外側に至る作動流体の通路を有する、予混合室と、を備えており、本体カバーと予混合室とが接触しないように、本体カバーと予混合室との間に入口側隙間Ｌ１が形成されている。【選択図】図３
2011132927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動スクロールの固定スクロールに対する揺動の中心軸において揺動スクロールの両側に固定スクロールがそれぞれ配置され、前記中心軸の半径方向において固定スクロールの外側に揺動スクロールを駆動する複数のクランクが配置され、且つ、固定スクロールに形成される作動流体の供給口が前記中心軸上に配置されている、外周駆動型のスクロール型流体機械であって、
供給口、固定スクロールに形成される作動流体の排出口、及びクランクの出力シャフトを除いて、揺動スクロール、２つの固定スクロール、及び前記複数のクランクの全体を覆うと共に、揺動スクロール及び２つの固定スクロールから離れて配置される、本体カバーと、
本体カバーの内側にある供給口から本体カバーの外側に至る作動流体の通路を有する、入口部材と、
を備えており、
本体カバーと入口部材とが接触しないように、本体カバーと入口部材との間に入口側隙間が形成されている、
スクロール型膨張機。
【請求項２】
入口側隙間をシールする入口側シール部材が設けられており、入口側シール部材が断熱材である、
請求項１に記載のスクロール型膨張機。
【請求項３】
本体カバーが固定スクロールにカバー用間座を介して固定されるものであり、カバー用間座が断熱材である、
請求項１又は２に記載のスクロール型膨張機。
【請求項４】
前記中心軸に平行な中心軸方向において、固定スクロールが本体カバーに固定されることなく本体カバーから脱落しないように、ピンが本体カバーに固定スクロールを介して固定されており、
固定スクロール及び／又は本体カバーに、各ピンを前記半径方向に移動可能とする長孔が形成されている、
請求項１〜３のいずれか１つに記載のスクロール型膨張機。
【請求項５】
本体カバーの内側にある排出口から本体カバーの外側に至る作動流体の通路を有する、出口部材を備えており、
本体カバーと出口部材とが接触しないように、本体カバーと出口部材との間に出口側隙間が形成されており、
出口側隙間をシールする出口側シール部材が設けられており、出口側シール部材が断熱材である、
請求項１〜４のいずれか１つに記載のスクロール型膨張機。
【請求項６】
揺動スクロールが、固定スクロールと一緒に膨張室を形成する第１部分と、クランクを支持する第２部分と、を連結する連結部を備えており、
連結部の延びる方向における連結部の断面の一部に、肉抜きの部位又は薄肉の部位が形成されている、
請求項１〜５のいずれか１つに記載のスクロール型膨張機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
圧縮機又は膨張機として利用できるスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール型流体機械は、圧縮機又は膨張機として利用することが可能である。スクロール型流体機械において、固定スクロールと揺動スクロールとの間には、圧縮室又は膨張室が形成されている。スクロール型圧縮機は、固定スクロールに対して揺動スクロールを揺動させることによって、圧縮室の体積を小さくする。この結果、圧縮室内の流体が圧縮される。外周駆動型のスクロール型圧縮機は、固定スクロールに対して揺動スクロールを揺動させるために、複数のクランクを備えている。各クランクは、揺動スクロールの外周側に設けられている。
【０００３】
特許文献１、２、及び３は、外周駆動型のスクロール型圧縮機において、熱的課題を解決する技術を開示している。特許文献１は、片方のクランクに弾性体を設けることによって、揺動スクロール（旋回スクロール）の熱膨張を許容する。このため、揺動スクロールの熱膨張によって、揺動スクロールと固定スクロールとの相対位置が変化しても、揺動スクロールがスムーズに回転できる。特許文献２も、特許文献１と同様の課題を解決する。特許文献２は、片方のクランクの軸受をスライド自在に支持することによって、揺動スクロール（旋回スクロール）の熱膨張を許容する。特許文献３は、固定スクロール及び揺動スクロール（旋回スクロール）の双方を冷却することによって、揺動スクロールの熱膨張を抑制する。揺動スクロールが熱膨張しないので、揺動スクロールがスムーズに回転できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７７７３号公報
【特許文献２】特開２００１−２２７４８１号公報
【特許文献３】特許第３７８１５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スクロール型流体機械が膨張機として利用される場合、供給された作動流体は圧力を失うが、膨張機としてのスクロール型流体機械（スクロール型膨張機）はクランクを駆動する動力を得る。つまり、圧力のエネルギーが回転力のエネルギーに変換される。ここで、作動流体の温度が高い方が、動力変換の効率が高い。このため、作動流体の熱量がスクロール型膨張機の構成部品を介して放熱されると、動力変換の効率が低下する。このため、スクロール型膨張機では、作動流体からの放熱を防止できることが好ましい。
【０００６】
そこで、本発明は、膨張機として利用されるスクロール型流体機械において、作動流体の熱損失を低減できる構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、揺動スクロールの固定スクロールに対する揺動の中心軸において揺動スクロールの両側に固定スクロールがそれぞれ配置され、前記中心軸の半径方向において固定スクロールの外側に揺動スクロールを駆動する複数のクランクが配置され、且つ、固定スクロールに形成される作動流体の供給口が前記中心軸上に配置されている、外周駆動型のスクロール型流体機械であって、供給口、固定スクロールに形成される作動流体の排出口、及びクランクの出力シャフトを除いて、揺動スクロール、２つの固定スクロール、及び前記複数のクランクの全体を覆うと共に、揺動スクロール及び２つの固定スクロールから離れて配置される、本体カバーと、本体カバーの内側にある供給口から本体カバーの外側に至る作動流体の通路を有する、入口部材と、を備えており、本体カバーと入口部材とが接触しないように、本体カバーと入口部材との間に入口側隙間が形成されている。
【０００８】
本発明によれば、作動流体が接触する入口部材と、本体カバーと、が熱的に遮断されている。この結果、高温の作動流体が常温の本体カバーによって冷やされることが、防止される。したがって、本発明は、作動流体の熱損失を低減できる。
【０００９】
本発明は、好ましくは、構成（ａ）〜（ｅ）を採用できる。
【００１０】
（ａ）入口側隙間をシールする入口側シール部材が設けられており、入口側シール部材が断熱材である。
【００１１】
構成（ａ）によれば、本体カバーの内部の気体は、揺動スクロール及び固定スクロールを、スクロール型膨張機の外部に対して遮断する断熱層として作用する。つまり、固定スクロールからの放熱が防止される。また、本体カバーの内部にある作動流体の蒸気が、固定スクロールを保温する。したがって、本発明は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【００１２】
（ｂ）本体カバーが固定スクロールにカバー用間座を介して固定されるものであり、カバー用間座が断熱材である。
【００１３】
構成（ｂ）によれば、固定スクロールから本体カバーに熱量が逃げることが防止される。したがって、本発明は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【００１４】
（ｃ）前記中心軸に平行な中心軸方向において、固定スクロールが本体カバーに固定されることなく本体カバーから脱落しないように、ピンが本体カバーに固定スクロールを介して固定されており、固定スクロール及び／又は本体カバーに、各ピンを前記半径方向に移動可能とする長孔が形成されている。
【００１５】
構成（ｃ）によれば、固定スクロールと本体カバーとが常時接触しないので、固定スクロールから本体カバーに熱が伝導しにくい。また、ピンが半径方向に移動自在のため、固定スクロールと本体カバーとが接触した状態で固定されることが防止される。したがって、本発明は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【００１６】
（ｄ）本体カバーの内側にある排出口から本体カバーの外側に至る作動流体の通路を有する、出口部材を備えており、本体カバーと出口部材とが接触しないように、本体カバーと出口部材との間に出口側隙間が形成されており、出口側隙間をシールする出口側シール部材が設けられており、出口側シール部材が断熱材である。
【００１７】
構成（ｄ）によれば、作動流体が接触する出口部材と、本体カバーと、が熱的に遮断されている。この結果、高温の作動流体が常温の本体カバーによって冷やされることが、防止される。したがって、本発明は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【００１８】
（ｅ）揺動スクロールが、固定スクロールと一緒に膨張室を形成する第１部分と、クランクを支持する第２部分と、を連結する連結部を備えており、連結部の延びる方向における連結部の断面の一部に、肉抜きの部位又は薄肉の部位が形成されている。
【００１９】
構成（ｅ）によれば、揺動スクロール及び固定スクロールによって形成される膨張室側からクランクへと逃れる熱量が小さくなる。したがって、本発明は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】スクロール型膨張機の断面図である。
【図２】揺動スクロールを中心軸方向より見た図である。
【図３】予混合室の周辺を示すスクロール型膨張機の断面図である。
【図４】固定側及び背面側固定スクロールを正面側より見た図である。
【図５】断熱パッキンを正面側より見た図である。
【図６】排出部の周辺を示すスクロール型膨張機の断面図である。
【図７】連結部の延びる方向における連結部の断面図である。
【図８】固定側及び背面側固定スクロールを正面側より見た図である（第２実施形態）。
【図９】固定側カバーの取付座と固定スクロールの取付フランジとを示す断面図である（第２実施形態）。
【図１０】連結部の周辺を中心軸方向より見た図である（第３実施形態）。
【図１１】連結部の延びる方向における連結部の断面図である（第３実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、スクロール型膨張機の断面図である。スクロール型膨張機は、揺動スクロール１、正面側固定スクロール２、背面側固定スクロール３、正面側カバー４、背面側カバー５、２つのクランク６、２つの予混合室７、及び２つの出口部材８を備えている。
【００２２】
図面において、ＡＣ、ＤＣ、ＤＬ、及びＰＣは、軸又は方向を示している。ＡＣは、揺動スクロール１の固定スクロール２、３に対する揺動の中心軸を示している。ＤＣは、中心軸ＡＣに平行な方向（以下、中心軸方向）を示している。ＤＬは、揺動スクロール１の長手方向を示している。ＰＣは、揺動スクロール１の固定スクロール２、３に対する揺動面（回転面）を示している。中心軸方向ＤＣは、揺動面ＰＣに対して垂直である。長手方向ＤＬは、中心軸方向ＤＣに対して垂直であり、２つのクランク６、６が並んでいる方向である。
【００２３】
図２は、揺動スクロール１を中心軸方向ＤＣより見た図である。揺動スクロール１は、鏡板１０、スクロール壁１１、及び２つの軸受１２を備えている。
【００２４】
鏡板１０は、揺動面ＰＣに沿って広がり、長手方向ＤＬに沿って延びる板状部材である。鏡板１０は、スクロール支持部１０１と、２つのクランク支持部１０２と、２つの連結部１０３と、を備えている。スクロール支持部１０１が中央にあり、２つのクランク支持部１０２がスクロール支持部１０１の両側にある。連結部１０３は、スクロール支持部１０１とクランク支持部１０２とを連結している。
【００２５】
スクロール壁１１は、揺動面ＰＣに対して垂直な壁であり、この壁の形状はスクロール状である。スクロール壁１１は、スクロール支持部１０１に固定されている。
【００２６】
軸受１２は、クランク支持部１０２の内部に形成された貫通孔に嵌め込まれている。クランク支持部１０２の内部は、中心軸方向ＤＣに沿って貫通されている。軸受１２は、ボールベアリングであり、内輪１２１及び外輪１２２を有している。また、軸受１２の内輪１２１の内部に、内輪間座１３が嵌め込まれている。
【００２７】
図１において、固定スクロール２は、鏡板２０と、スクロール壁２１と、を備えている。固定スクロール２の鏡板２０は、揺動スクロール１の鏡板１０に対応している。鏡板２０は、揺動面ＰＣに平行な面に沿って広がる板状部材である。スクロール壁２１は、揺動スクロール１のスクロール壁１１に対応している。スクロール壁２１は、揺動面ＰＣに対して垂直な壁を有しており、この壁の形状はスクロール状である。スクロール壁２１は、鏡板２０に固定されている。
【００２８】
鏡板２０が、中央部及び端部において、中心軸方向ＤＣに沿って貫通されている。中央部に形成された貫通孔が、作動流体の供給口２０ａである。端部に形成された貫通孔が、作動流体の排出口２０ｂである。供給口２０ａは、中心軸ＡＣ上に位置している。
【００２９】
図２において、供給口２０ａは、スクロール壁１１、２１の中央部に位置している。排出口２０ｂは、スクロール壁１１、２１の外側端部に位置している。なお、図２において、スクロール壁２１は図示されていないが、スクロール壁２１は、スクロール壁１１に近い位置にある。
【００３０】
複数の膨張室が、揺動スクロール１と固定スクロール２との間に形成されている。複数の膨張室は、中心軸方向ＤＬより見て、スクロール壁１１及び２１の間に、形成される。ここで、揺動スクロール１は固定スクロール２に対して揺動できるが、スクロール壁１１及び２１は、絶えず接触している。このため、スクロール壁１１及び２１内の空間は、スクロール壁１１及び２１の壁面によって分断される。この結果、各膨張室の形状は、三日月状である。同様に、複数の膨張室が、揺動スクロール１と固定スクロール３との間にも形成されている。
【００３１】
固定スクロール２及び固定スクロール３は、同様の構成を有している。固定スクロール２における鏡板２０、供給口２０ａ、排出口２０ｂ、及びスクロール壁２１は、固定スクロール３における鏡板３０、供給口３０ａ、排出口３０ｂ、及びスクロール壁３１にそれぞれ対応している。
【００３２】
図２において、２つのクランク６は、中心軸ＡＣの半径方向において、固定スクロール２の外側に配置されている。つまり、本実施形態のスクロール型膨張機における駆動方式は、外周駆動型である。
【００３３】
図１において、クランク６は、２つのクランクシャフト６１と、偏心シャフト６２と、を備えている。２つのクランクシャフト６１及び偏心シャフト６２は一体的に形成されており、偏心シャフト６２はクランクシャフト６１に固定されている。偏心シャフト６２は２つのクランクシャフト６１の間に配置されている。クランクシャフト６１の中心軸Ａ６１と偏心シャフト６２の中心軸Ａ６２とは異なっている。このため、クランクシャフト６１が自転するとき、偏心シャフト６２はクランクシャフト６１の回りを公転する。
【００３４】
偏心シャフト６２は、２つの軸部６２１、２つのリンク部６２２、及び嵌合部６２３と、を備えている。２つのリンク部６２２は、偏心シャフト６２の両端部に配置されている。嵌合部６２３は、偏心シャフト６２の中央に配置されている。軸部６２１は、リンク部６２２と嵌合部６２３との間に配置されている。軸部６２１は、円柱状の軸部材である。リンク部６２２は、軸部６２１よりも大きな外径を有する円柱状の部材である。リンク部６２２において、クランクシャフト６１と偏心シャフト６２とが接続されている。嵌合部６２３は、揺動スクロール１の内輪間座１３内に配置されている。
【００３５】
バランスウェイト１５が、揺動スクロール１の内輪間座１３に固定されている。ここで、揺動スクロール１が揺動するときに、揺動スクロール１の重心位置が変化する。バランスウェイト１５は、揺動スクロール１の重心位置の変化による荷重の発生を打ち消すために、設けられている。
【００３６】
図１において、クランク６毎に、２つの軸受９が配置されている。一方の軸受９は正面側カバー４に支持されており、正面側のクランクシャフト６１を回転自在に支持する。他方の軸受９は背面側カバー５に支持されており、背面側のクランクシャフト６１を回転自在に支持する。スクロール型膨張機は、全体で、４つの軸受９を備えている。軸受９はボールベアリングであり、内輪９１及び外輪９２を備えている。
【００３７】
図１において、図の右側は、スクロール型膨張機の正面側であり、図の左側は、スクロール型膨張機の背面側である。背面側には、２つのクランクシャフト６１の回転を同期させるために、ベルト１６が設けられている。軸受９の背面側には、プーリ１７がクランクシャフト６１に固定されている。ベルト１６は、２つのプーリ１７を巻いている。
【００３８】
概略的にスクロール型膨張機の作動を説明する。作動流体は、供給口２０ａ、３０ａから、揺動スクロール１と各固定スクロール２、３との間に形成された膨張室に供給され、固定スクロール２、３の排出口２０ｂ、３０ｂより排出される。作動流体は、揺動スクロール１と各固定スクロール２、３との間を進みながら膨張室を拡張させる。この結果、作動流体の圧力の一部が失われると共に、固定スクロール２、３に対して揺動スクロール１が揺動する。つまり、スクロール型膨張機は、作動流体の圧力損失によって、２つのクランク６、６を駆動する動力を得る。
【００３９】
次に、スクロール型膨張機の各部の構成を詳しく説明する。
【００４０】
図１において、正面側カバー４の形状は、皿状である。正面側カバー４には、入口開口部Ｈ４１、２つの軸受開口部Ｈ４２、及び出口開口部Ｈ４３が形成されている。入口開口部Ｈ４１は、供給口２０ａに対応している。入口開口部Ｈ４１及び供給口２０ａは、中心軸ＡＣに平行な同一軸上にある。軸受開口部Ｈ４２は、クランク６を支持する軸受９に対応している。軸受開口部Ｈ４２及びクランク６の出力シャフト（クランクシャフト６１）は、中心軸ＡＣに平行な同一軸上にある。出口開口部Ｈ４３は、排出口２０ｂに対応している。出口開口部Ｈ４３及び排出口２０ｂは、中心軸ＡＣに平行な同一軸上にある。
【００４１】
背面側カバー５の形状は、ボウル状である。背面側カバー５も、開口について、正面側カバー４と同様の構造を備えている。つまり、背面側カバー５には、入口開口部Ｈ５１、２つの軸受開口部Ｈ５２、及び出口開口部Ｈ５３が形成されている。入口開口部Ｈ５１、２つの軸受開口部Ｈ５２、及び出口開口部Ｈ５３は、それぞれ、入口開口部Ｈ４１、２つの軸受開口部Ｈ４２、及び出口開口部Ｈ４３に対応している。
【００４２】
正面側カバー４及び背面側カバー５は、スクロール型膨張機の本体カバーを構成している。本体カバーは、固定スクロール２、３に形成される供給口２０ａ、３０ａ及び排出口２０ｂ、３０ｂと、クランク６の出力シャフト（クランクシャフト６１）と、を除いて、揺動スクロール１と、２つの固定スクロール２、３と、２つのクランク６との全体を覆っている。
【００４３】
図１において、２つの予混合室７が、中心軸ＡＣ上に配置されている。供給口２０ａ、３０ａも中心軸ＡＣ上にある。このため、正面側及び背面側において、予混合室７と供給口２０ａ（又は３０ａ）とが同軸上に配置されている。
【００４４】
図３は、予混合室７の周辺を示すスクロール型膨張機の断面図である。予混合室（入口部材）７は、第１入口ブロック７１と第２入口ブロック７２とからなっている。第１入口ブロック７１及び第２入口ブロック７２は、一緒に、固定スクロール２の鏡板２０に固定されている。
【００４５】
予混合室７には、本体カバー（４、５）の外側から内側の供給口２０ａまで作動流体を通過させる通路が形成されている。前記通路は、配管接続部７１１、半球部７１２、第１テーパー部７２１、円柱部７２２、及び第２テーパー部７２３から構成されている。配管接続部７１１及び半球部７１２は、第１入口ブロック７１の内面に形成されている。第１テーパー部７２１、円柱部７２２、及び第２テーパー部７２３は、第２入口ブロック７２の内面に形成されている。
【００４６】
予混合室７は、作動流体とシール剤とを混合するための室である。このため、予混合室７は、シール剤を蓄えるためのシール剤室７２４と、シール剤を作動流体に供給するためのシール剤供給管７２５と、を備えている。シール剤室７２４は、第２入口ブロック７２の外面に形成された溝である。シール剤供給管７２５は、第２入口ブロック７２の内面と外面とを貫通することによって形成されている。
【００４７】
作動流体は、例えば、蒸気である。シール剤は、例えば、水又はオイルである。シール剤は、膨張室をシールするために用いられている。シール剤により、スクリーン壁１１と２１との隙間や、スクリーン壁２１と鏡板１０との隙間が、シールされる。
【００４８】
作動流体の通路は、固定スクロール２の供給口２０ａに接続されている。つまり、第２テーパー部７２３と供給口２０ａとは連通している。一方、シール剤の通路が、シール剤室７２４から円柱部７２２まで形成されている。このため、作動流体とシール剤とが予混合室７において混合される。混合された作動流体及びシール剤が供給口２０ａ内に供給される。
【００４９】
正面側の予混合室７は、入口開口部Ｈ４１内に配置される。入口開口部Ｈ４１の内面４１ａ及び第１入口ブロック７１の外面７１ａは、中心軸ＡＣ周りの円柱の外面である。外面７１ａは、内面４１ａに対向している。
【００５０】
外面７１ａと内面４１ａとの間には、入口側隙間Ｌ１が形成されている。このため、予混合室７と正面側カバー４とは、接触していない。
【００５１】
Ｏリング（入口側シール部材）１８が、外面７１ａと内面４１ａとの間に配置されている。Ｏリング１８は、外面７１ａに形成された溝内に嵌め込まれている。Ｏリング１８は、外面７１ａと内面４１ａとの間の入口側隙間Ｌ１をシールしている。
【００５２】
Ｏリング１８は、第１入口ブロック７１及び正面側カバー４の素材よりも熱伝導度の低い素材を用いて、作られている。例えば、第１入口ブロック７１及び正面側カバー４の素材は金属であり、Ｏリング１８の素材は樹脂である。このため、Ｏリング１８は、断熱材である。
【００５３】
背面側の予混合室７も、正面側の予混合室７と同様に、背面用カバー５の入口開口部Ｈ５１内に配置されている。入口開口部Ｈ５１の内面５１ａは、入口開口部Ｈ４１の内面４１ａに相当する。第１入口ブロック７１の外面７１ａと内面５１ａとの間には、隙間が形成されている。Ｏリング１８が、外面７１ａと内面５１ａとの間に配置されている。
【００５４】
次に、固定スクロール２、３と背面側カバー５との固定構造を説明する。図１において、背面側カバー５は、ボウル状のカバー本体５０と、取付座５５とを備えている。取付座５５は、固定スクロール２、３をカバー本体５０に取り付けるための部材である。取付座５５は、カバー本体５０から正面側に延びている。
【００５５】
図３において、固定スクロール２は、鏡板２０及びスクロール壁２１の他に、取付フランジ２２を備えている。取付フランジ２２は、揺動面ＰＣに沿って、スクロール壁２１の外側に広がっている。固定スクロール３も、取付フランジ３２を備えている。正面側より背面側に向けて、ボルト１９の頭部、取付フランジ２２、取付フランジ３２、断熱パッキン（カバー用間座）２４、及び取付座５５が配置されている。取付フランジ２２、３２、及び取付座５５は、断熱パッキン２４を介して、同一のボルト１９によって固定される。この結果、固定スクロール２、３が背面側カバー５に固定されている。
【００５６】
取付フランジ２３と取付座５５との間には、中心軸方向ＤＣにおいて、隙間Ｌ２が設けられている。ただし、隙間Ｌ２は、断熱パッキン２４によって埋められている。
【００５７】
断熱パッキン２４は、取付座５５（背面側カバー５）及び取付フランジ２２、２３（固定スクロール２、３）の素材よりも熱伝導度の低い素材を用いて、作られている。例えば、背面側カバー５及び固定スクロール２、３の素材は金属であり、断熱パッキン２４の素材は樹脂である。このため、断熱パッキン２４は、断熱材である。
【００５８】
図４は、正面側及び背面側固定スクロール２、３を正面側より見た図である。取付フランジ２２、２２（３２、３２）は、鏡板２０（３０）に対して、長手方向ＤＬ及び中心軸方向ＤＣに直交する方向（図１の紙面に垂直な方向）における両側に配置されている。中心軸方向ＤＣより見て、取付フランジ２２、３２の形状は、円弧状である。中心軸ＡＣの半径方向において、取付フランジ２２、３２は、揺動スクロール１の鏡板１０の外側にある。このため、取付フランジ２２、３２と鏡板１０との干渉が防止されている。
【００５９】
図４において、取付フランジ２２及び３２を固定するために、ボルト２９が設けられている。ボルト２９は、取付フランジ２２及び３２を固定する。
【００６０】
図５は、断熱パッキン２４を正面側より見た図である。中心軸方向ＤＣより見て、断熱パッキン２４の形状は、円弧状である。中心軸方向ＤＣより見て、背面側カバー５の取付座５５の形状も、円弧状である（図示せず）。断熱パッキン２４は、ボルトの挿入部を除いて、細く形成されている。断熱パッキン２４は、中心軸ＡＣの軸断面の面積において、取付座５５の正面５５ａ（図３）及び取付フランジ２２よりも狭い。このため、断熱パッキン２４と取付座５５及び取付フランジ２２との接触面積が低減されている。
【００６１】
図６を参照して、出口部材８の構造を説明する。図６は、出口部材８の周辺を示すスクロール型膨張機の断面図である。ここで、図６の切断面は、図１の切断面に対して平行であるが、同一ではない。このため、スクロール１、２、３、カバー４及び５の形状は、図１と図６との間で異なっている。
【００６２】
図６において、出口部材８が、中心軸ＡＣに平行な軸上に配置されている。排出口２０ａも出口部材８と同じ軸上にある。このため、正面側及び背面側において、出口部材８と排出口２０ｂとが同軸上に配置されている。以下、正面側における出口部材８を説明する。背面側における出口部材８も、正面側における出口部材８と同様の構成を有している。
【００６３】
出口部材８は、出口ブロック８１と排出管８２とを備えている。排出管８２は、筒体である。排出管８２は出口ブロック８１の内部に挿入されて、出口ブロック８１に固定されている。
【００６４】
排出管８２は、出口開口部Ｈ４３内に挿入されている。出口開口部Ｈ４３は、正面側カバー４において背面側に突出する筒状部分である。出口開口部Ｈ４３の内面４３ａは、排出管８２の外面８２ａに、中心軸ＤＣの半径方向において対向している。
【００６５】
出口開口部Ｈ４３の内面４３ａと排出管８２の外面８２ａとの間には、出口側半径方向隙間Ｌ３が形成されている。このため、排出管８２と、正面側カバー４とは、接触していない。
【００６６】
出口ブロック８１の端面８１ａと出口開口部Ｈ４３の端面４３ｂとの間には、出口側軸方向隙間Ｌ４が設けられている。ただし、出口側軸方向隙間Ｌ４は、断熱パッキン２５によって埋められている。
【００６７】
断熱パッキン２５は、出口側軸方向隙間Ｌ４を完全にシールしている。このため、断熱パッキン２５は、出口側軸方向隙間Ｌ４（出口側隙間）をシールする出口側シール部材である。
【００６８】
断熱パッキン２５は、出口ブロック８１（出口部材８）及び正面側カバー４（本体カバー）の素材よりも熱伝導度の低い素材を用いて、作られている。例えば、出口ブロック８１及び正面側カバー４の素材は金属であり、断熱パッキン２５の素材は樹脂である。このため、断熱パッキン２５は、断熱材である。
【００６９】
出口部材８には、排出口２０ｂから本体カバーの外側まで作動流体を通過させる通路が形成されている。前記通路は、排出管８２の内面８２ａ、第１配管接続部８１１、及び第２配管接続部８１２から構成されている。第１配管接続部８１１及び第２配管接続部８１２は出口ブロック８１の内面を形成しており、出口ブロック８１を貫通している。第１配管接続部８１１には、スクリーン膨張機の外部から配管１４が挿入され、該配管１４が出口ブロック８１に固定される。
【００７０】
排出管８２の背面側の端部は第２配管接続部８１２に挿入されている。排出管８２の外面８２ａは、第２配管接続部８１２に対向しており、略接触している。
【００７１】
外面８２ａと第２配管接続部８１２との間には、Ｏリング２６が配置されている。Ｏリング２５は、第２配管接続部８１２に形成された溝内に嵌め込まれている。Ｏリング２６は、外面８２ａと第２配管接続部８１２との間の隙間をシールしている。
【００７２】
排出管８２の排出口２０ｂ側における端部は、鏡板２０の支持部２０１内に挿入されている。支持部２０１は、鏡板２０において、排出口２０ｂの周辺から背面側に突出する筒状の部分である。排出管８２の外面８２ａは、支持部２０１の内面２０１ａに対向しており、略接触している。
【００７３】
外面８２ａと内面２０１ａとの間には、Ｏリング２７が配置されている。Ｏリング２７は、外面８２ａに形成された溝内に嵌め込まれている。Ｏリング２７は、外面８２ａと内面２０１ａとの間の隙間をシールしている。
【００７４】
図２、図７を参照して、揺動スクロール１の連結部１０３の構造を説明する。図２において、鏡板１０のスクロール支持部１０１と、スクロール壁１１とは、固定スクロール２、３と一緒に膨張室を形成する第１部分である。鏡板１０のクランク支持部１０２は、クランク６を支持する第２部分である。鏡板１０の連結部１０３は、第１部分と第２部分とを連結している。連結部１０３は、鏡板１０において、窪んだ部位である。
【００７５】
図７は、連結部１０３の延びる方向（長手方向ＤＬ）における連結部１０３の断面図である。図７において、連結部１０３の断面形状は、Ｈ字状である。連結部１０３には、厚肉部１０３ａと薄肉部１０３ｂとが形成されている。厚肉部１０３ａ及び薄肉部１０３ｂは、中心軸方向ＤＣにおける肉厚の異なる２つの部位である。Ｈ字の縦軸は、２つの厚肉部１０３ａによって構成されている。Ｈ字の横軸は、薄肉部１０３ｂによって構成されている。
【００７６】
図１を参照して、第１実施形態の作動を詳しく説明する。
【００７７】
高圧の作動流体が、スクロール型膨張機の外部から予混合室７に接続された配管を通じて、２つの予混合室７に供給される。予混合室７において、作動流体と、シール剤とが混合される。正面側において、混合後の作動流体は、供給口２０ａを通じて、揺動スクロール１及び固定スクロール２、３の内部に供給される。作動流体がスクロール壁１１、２１（及び３１）間を進むことによって、スクロール壁１１、２１（及び３１）間に形成される複数の膨張室が膨張される。このとき、作動流体が膨張によって圧力を失う代わりに、揺動スクロール１が駆動される。揺動スクロール１の駆動により、２つのクランク６が駆動される。この結果、２つのクランクシャフト６１より回転動力が出力される。圧力の低下した作動流体は、排出口２０ｂから出口部材８へと排出される。更に、作動流体は、出口部材８に接続された配管１４を通じて、スクロール型膨張機の外部に排出される。
【００７８】
高圧且つ高温の作動流体は、予混合室７、揺動スクロール１及び固定スクロール２（及び３）の内部、及び出口部材８を通過する。ここで、高温は、常温よりも高い温度を意味する。このため、予混合室７（第１入口ブロック７１及び第２入口ブロック７２）、揺動スクロール１、固定スクロール２（及び３）、及び出口部材８（出口ブロック８１及び排出管８２）は、作動流体によって加熱される。
【００７９】
一部の作動流体は、揺動スクロール１と固定スクロール２との間から漏れる。漏れた作動流体は蒸発する。作動流体の蒸気は、本体カバー（正面側カバー４及び背面側カバー５）の内部に充満する。
【００８０】
第１実施形態は、次の構成により、次の作用、効果を有している。
【００８１】
図１において、本体カバー（正面側カバー４及び背面側カバー５）は、揺動スクロール１及び固定スクロール２、３に接触していない。２つの入口部材はそれぞれ、固定スクロール２、３に接触している。更に、本体カバーと入口部材（第１入口ブロック７１及び第２入口ブロック７２）との間に、入口側隙間Ｌ１が形成されている。
【００８２】
このため、作動流体が接触する入口部材と、本体カバーと、が熱的に遮断されている。この結果、高温の作動流体が常温の本体カバーによって冷やされることが、防止される。したがって、第１実施形態は、作動流体の熱損失を低減できる。
【００８３】
図３において、入口側隙間Ｌ１をシールするＯリング１８が設けられている。Ｏリング１８は、断熱材である。このため、本体カバーの内部が、本体カバーの外部に対して密閉される。本体カバーの内部には、空気と、本体カバーの内部に漏れた作動流体の蒸気とがある。本体カバーの内部の気体は、本体カバーの外部に逃れることができない。また、入口部材と本体カバーとの熱的な遮断が維持される。
【００８４】
本体カバーの内部の気体は、揺動スクロール１及び固定スクロール２、３を、スクロール型膨張機の外部に対して遮断する断熱層として作用する。つまり、固定スクロール２、３からの放熱が防止される。また、本体カバーの内部にある作動流体の蒸気が、固定スクロール２、３を保温する。したがって、第１実施形態は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【００８５】
図３において、背面側カバー５（本体カバー）は、固定スクロール２、３に断熱パッキン２４（カバー用間座）を介して固定される。
【００８６】
このため、固定スクロール２、３から背面側カバー５（本体カバー）に熱量が逃げることが防止される。したがって、第１実施形態は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【００８７】
図６において、出口ブロック８１（出口部材８）と正面側カバー４（本体カバー）との間に、出口側軸方向隙間Ｌ４（出口側隙間）が形成されている。出口側軸方向隙間Ｌ４には、断熱パッキン２７が配置されている。断熱パッキン２７は断熱材である。
【００８８】
このため、作動流体が接触する出口部材と、本体カバーと、が熱的に遮断されている。この結果、高温の作動流体が常温の本体カバーによって冷やされることが、防止される。したがって、第１実施形態は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【００８９】
図７において、連結部１０３の断面の一部に、厚肉部１０３ａと比べて薄い薄肉部１０３ｂが形成されている。つまり、連結部１０３における伝熱面積が縮小されている。
【００９０】
このため、揺動スクロール１及び固定スクロール２、３によって形成される膨張室側からクランク６へと逃れる熱量が小さくなる。したがって、第１実施形態は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【００９１】
（他の実施形態）
次に、他の実施形態を説明する。
【００９２】
第２実施形態は、固定スクロール２、３と背面側カバー５との固定構造に関する、他の実施形態である。第２実施形態と第１実施形態との相違点は、前記固定構造のみである。したがって以下では、固定構造のみを説明する。
【００９３】
図８は、固定側及び背面側固定スクロール２、３を正面側より見た図である。第２実施形態の固定構造は、次の３つの点において、第１実施形態の固定構造と相違している。第１実施形態のボルト１９の代わりに段付きボルト２１９が用いられている。段付きボルト２１９を挿入するために、第１実施形態の円孔の代わりに長孔２２２、２３２が取付フランジ２２、３２に形成されている。背面側カバー５の取付座５５と取付フランジ２２との間に、第１実施形態の断熱パッキン２４が配置されていない。
【００９４】
図８において、長孔２２２の形成方向は、中心軸ＤＣの半径方向である。このため、長孔２２２の形成長さの範囲内で、取付フランジ２２が取付座５５に対して、移動できる。
【００９５】
図９は、固定側カバー５の取付座５５と固定スクロール２、３の取付フランジ２２、３２とを示す断面図である。図９において、段付きボルト２１９は、円柱部２１９ａとネジ部２１９ｂとを有している。円柱部２１９ａは、ネジ部２１９ｂよりも大きな径を有している。円柱部２１９ａの軸方向長さＬ２１９は、取付フランジ２２及び３２を合わせた厚さＬ５よりも長い。ここで、厚さＬ５は、中心軸方向ＤＣにおける長さである。このため、取付フランジ２２及び３２は、段付きボルト２１９の軸方向において、厚さＬ５と長さＬ２１９との差の範囲内で、移動できる。
【００９６】
第２実施形態は、次の構成により、次の作用、効果を有している。
【００９７】
段付きボルト２１９（ピン）により、固定スクロール２、３が本体カバー（取付座５５）に固定されることなく本体カバー（取付座５５）から脱落しない。また、段付きボルト２１９が、長孔２２２、２３２により、取付フランジ２２、３２に対して前記半径方向で移動できる。つまり、固定スクロール２、３が熱膨張しても、固定スクロール２、３が本体カバー（取付座５５）に固定されることが防止されている。
【００９８】
固定スクロール２、３と本体カバーとが常時接触しないので、固定スクロール２、３から本体カバーに熱が伝導しにくい。また、段付きボルト２１９（ピン）が半径方向に移動自在のため、固定スクロール２、３と本体カバーとが接触した状態で固定されることが防止される。したがって、第２実施形態は、作動流体の熱損失を更に低減できる。
【００９９】
第３実施形態は、第１実施形態の連結部１０３に関する、他の実施形態である。第３実施形態では、第１実施形態の連結部１０３に代えて、連結部３０３が用いられている。したがって以下では、連結部３０３のみを説明する。
【０１００】
図１０は、連結部３０３の周辺を中心軸方向ＤＣより見た図である。図１０において、連結部３０３には、肉抜き孔３０３ａが形成されている。肉抜き孔３０３ａは、中心軸方向ＤＣに沿って連結部３０３を貫通している。
【０１０１】
図１１は、連結部３０３の延びる方向（長手方向ＤＬ）における連結部３０３の断面図である。図１１において、連結部３０３の断面形状は、平行に配置された２つのＩ字状である。
【０１０２】
第３実施形態は、第１実施形態における連結部１０３と同様の作用、効果を有している。
【符号の説明】
【０１０３】
１  揺動スクロール
２  正面側固定スクロール
３  背面側固定スクロール
４  正面側カバー（本体カバーの一部）
５  背面側カバー（本体カバーの一部）
６  クランク
７  予混合室（入口部材）
８  出口部材
９  軸受
１０  鏡板
１８  Ｏリング（入口側シール部材）
２４  断熱パッキン（カバー用間座）
２５  断熱パッキン（出口側シール部材）
２１９  段付きボルト（ピン）
Ｌ１  入口側隙間
２０ａ、３０ａ  供給口
２０ｂ、３０ｂ  排出口
６１  クランクシャフト（クランクの出力シャフト）
１０１  スクロール支持部（第１部分の一部）
１０２  クランク支持部（第２部分）
１０３、３０３  連結部
１０３ｂ  薄肉部（薄肉の部位）
３０３ａ  肉抜き孔（肉抜きの部位）
３２２、３３２  長孔
ＡＣ  中心軸
ＤＣ  中心軸方向
ＰＣ  揺動面
ＤＬ  長手方向
Ｌ１  入口側隙間
Ｌ２  隙間
Ｌ３  出口側半径方向隙間（出口側隙間）
Ｌ４  出口側軸方向隙間（出口側隙間）
【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】
2011132927.tif 000011
【図１０】
2011132927.tif 000012
【図１１】
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