(57)【要約】【課題】従来技術の課題や用途の対処に適した新規のポンプや圧送システムを提供する。【解決手段】ポンプは、吸入口と、吐出口と、スクロール圧送エレメントとを備える。スクロール圧送エレメントは、少なくとも１つの固定側スクロールを有する固定側スクロール部品、および少なくとも１つの揺動側スクロールを有する揺動側スクロール部品を含んで流体を圧送する。固定側スクロール部品および揺動側スクロール部品は、圧縮した流体をスラスト軸受に供給することが可能であるように、かつ、当該固定側スクロール部品と当該揺動側スクロール部品との接触を阻止するように配置されている。【選択図】図３
2021533303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入口と、吐出口と、スクロール圧送エレメントと、を備えるポンプであって、
前記スクロール圧送エレメントが、流体圧送のための、少なくとも１つの固定側スクロールを有する固定側スクロール部品および少なくとも１つの揺動側スクロールを有する揺動側スクロール部品を備え、前記固定側スクロール部品および前記揺動側スクロール部品は、圧縮した流体をスラスト軸受に供給することが可能であるように、かつ、当該固定側スクロール部品と当該揺動側スクロール部品との接触を阻止するように配置されている、ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプにおいて、前記少なくとも１つの揺動側スクロールのラップ長さが０．７５〜１．２５回の巻数であり、前記少なくとも１つの固定側スクロールのラップ長さが１．７５〜２．２５回の巻数である、ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載のポンプにおいて、前記少なくとも１つの揺動側スクロールのラップ長さが１回の巻数であり、前記少なくとも１つの固定側スクロールのラップ長さが２回の巻数である、ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載のポンプにおいて、さらに、前記揺動側スクロール部品に設けられたオルダム継手を備える、ポンプ。
【請求項５】
請求項４に記載のポンプにおいて、前記オルダム継手が、耐摩耗性コーティングを具備している、ポンプ。
【請求項６】
請求項５に記載のポンプにおいて、前記耐摩耗性コーティングが、硬質陽極酸化アルミニウムである、ポンプ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のポンプにおいて、さらに、前記吐出口と流体連通する揺動駆動機構を備え、前記揺動駆動機構が、駆動シャフトと、当該駆動シャフトを支持する２つの駆動シャフト軸受と、前記駆動シャフトに設けられた径方向従動クランク機構とを備える、ポンプ。
【請求項８】
請求項７に記載のポンプにおいて、前記駆動シャフト軸受が、セラミックボールを具備したラジアル玉軸受である、ポンプ。
【請求項９】
請求項７に記載のポンプにおいて、さらに、前記径方向従動クランク機構と前記揺動側スクロール部品との間の揺動側スクロール軸受を備える、ポンプ。
【請求項１０】
請求項９に記載のポンプにおいて、前記揺動側スクロール軸受が、セラミックボールを具備したラジアル玉軸受である、ポンプ。
【請求項１１】
請求項７に記載のポンプにおいて、さらに、前記揺動駆動機構と機械的に連結した電気駆動モータを備える、ポンプ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のポンプにおいて、前記電気駆動モータが、流体空間内に密封収容されている、ポンプ。
【請求項１３】
請求項１１に記載のポンプにおいて、さらに、流体流を前記電気駆動モータを通過させる第２の流体吐出口を備える、ポンプ。
【請求項１４】
請求項１から６のいずれか一項に記載のポンプにおいて、前記固定側スクロール部品および前記揺動側スクロール部品が、それぞれ、耐摩耗表面を有している、ポンプ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のポンプにおいて、前記耐摩耗表面が、硬質陽極酸化アルミニウムを含むか又は硬質陽極酸化アルミニウムからなる、ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、2018年8月2日付出願の米国仮特許出願第62/713,703号に由来し、かつ、同出願の優先権を主張する。同出願の全内容は、参照をもって本明細書に取り入れたものとする。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、低粘度非潤滑性流体の圧送、特には、液体フロン類などの冷媒や各種伝熱用途、冷凍用途及び空調用途に用いられる同様の流体についてのスクロール技術ベースのポンプに関する。
【背景技術】
【０００３】
フロン系冷媒などの低粘度非潤滑性液体は、ポンプ吸入口でのサブクール度が最小限である（すなわち、ポンプ業界用語でＮＰＳＨと典型的に略称される正味吸込ヘッドが小さい）液体の圧力を大幅に上げたい用途のポンプの場合や、圧送対象の液体に他の潤滑油が混入したり同液体が潤滑油で汚染されたりしないようにしなければならない場合に、圧送が特に困難になることで有名である。同レジームで圧送する際の問題点は、良く知られている。例えば、一般的なフロン系冷媒や伝熱流体は、液体粘度が一般的に低く境界潤滑系の潤滑をもたらさないので、このような流体を取り扱うポンプの機械設計は、回転軸や軸受やポンプ部品の機械摩擦損失と摩耗寿命の双方に関連して困難になる。また、冷媒ポンプの多くの潜在的用途では、正味吸込ヘッドが小さく済むよう液体のサブクール度を最小限に抑えることが要求される。このような条件下では、多くのポンプ種類においてキャビテーションが発生し、粗い動作や性能悪化やエロ―ジョン、最終的にはポンプ部品（特には、遠心ポンプのインペラ）の破壊へと至る可能性が高くなる。
【０００４】
しかし、この種の液体ポンプの潜在的用途は幾つか存在する。例えば二相伝熱ループでは、液冷媒が１つ以上の熱交換器へと圧送されて各種部品を冷却する。各熱交換器内で液の一部が蒸発することで、この蒸発した液の蒸発熱がその熱交換器の冷却負荷を吸収する。同じ温度であっても、伝熱流体の質量流量の関係で更により多くの熱を伝達することも可能である。二相（蒸気とそれ以外の未蒸発液体）は、凝縮器を通過してからポンプへ戻る（典型的には、最小限のサブクール度の液体としてポンプへ戻る）。このループで液体流を循環させるのに必要な圧力上昇量は、同ループの全体的なサイズや長さ、さらには、使用する流量制御装置の種類に左右される。
【０００５】
インターネットや情報記憶の発達と共に、データセンターを冷却するためのエネルギー消費は、サーバ自体の電気エネルギー消費と同じぐらい膨大になった。いわゆる液冷媒エコノマイザーサイクルは、特に冷涼な気候下で、大量の冷却エネルギーを節約することができる。液冷媒エコノマイザーサイクルは、典型的なデータセンター冷却設備に液冷媒ポンプを追加することで実現される。屋外の温度が十分に低い（典型的には、華氏４５度（°Ｆ）未満の）場合、蒸発器からの冷媒蒸気が冷媒圧縮機をバイパスして直接凝縮器内で凝縮する。凝縮した冷媒（ここでも、典型的には最小限のサブクール度）は、膨張装置を通って蒸発器へと返送しなければならないので、十分な圧力で圧送する必要がある。
【０００６】
別の潜在的用途は、屋外温度に応じて最大限低圧とする完全変動ヘッド圧で行われる、スーパーマーケット冷凍システムの液冷媒の圧送である。凝縮温度および圧力が極めて低くなるので、通常寸法の膨張弁を通過する十分な高圧にまで液体の圧力を上げるための液体ポンプが必要となる。この配置構成では、凝縮温度が７５°Ｆ未満にまで下がらない従来のヘッド圧制御に比べて、１ワットのポンプ電力で２５ワット程度の圧縮機電力が節約される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、上述の課題や用途の対処に適した新規のポンプや圧送システムが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
下記の概要は、本開示独特の幾つかの革新的特徴の理解を促すものであって、完全な説明を意図したものでない。本開示の各種態様は、明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全体を参酌することで十分に理解することができる。
【０００９】
第１の態様Ａ１において、ポンプは、吸入口と、吐出口と、スクロール圧送エレメントと、を備える。当該スクロール圧送エレメントは、流体を圧送するための、少なくとも１つの固定側スクロールを有する固定側スクロール部品、および少なくとも１つの揺動側スクロールを有する揺動側スクロール部品を備える。前記固定側スクロール部品および前記揺動側スクロール部品は、圧縮した流体をスラスト軸受に供給することが可能であるように、かつ、当該固定側スクロール部品と当該揺動側スクロール部品との接触を阻止するように配置されている。
【００１０】
第２の態様Ａ２は、第１の態様Ａ１のポンプにおいて、前記少なくとも１つの揺動側スクロールのラップ長さが０．７５〜１．２５回の巻数であり、前記少なくとも１つの固定側スクロールのラップ長さが１．７５〜２．２５回の巻数である。
【００１１】
第３の態様Ａ３は、第１の態様Ａ１のポンプにおいて、前記少なくとも１つの揺動側スクロールのラップ長さが１回の巻数であり、前記少なくとも１つの固定側スクロールのラップ長さが２回の巻数である。
【００１２】
第４の態様Ａ４は、第１の態様Ａ１のポンプにおいて、さらに、前記揺動側スクロール部品に設けられたオルダム継手を備える。
【００１３】
第５の態様Ａ５は、第４の態様Ａ４のポンプにおいて、前記オルダム継手が、耐摩耗性コーティングを具備している。
【００１４】
第６の態様Ａ６は、第５の態様のポンプにおいて、前記耐摩耗性コーティングが、硬質陽極酸化アルミニウムであるか又は硬質陽極酸化アルミニウムを含む。
【００１５】
第７の態様Ａ７は、第１〜第６の態様Ａ１〜Ａ６のいずれか一つの態様のポンプにおいて、さらに、前記吐出口と流体連通する揺動駆動機構、を備え、前記揺動駆動機構が、駆動シャフト、当該駆動シャフトを支持する２つの駆動シャフト軸受、および前記駆動シャフトに設けられた径方向従動クランク機構を含む。
【００１６】
第８の態様Ａ８は、第７の態様Ａ７のポンプにおいて、前記駆動シャフト軸受が、セラミックボールを具備したラジアル玉軸受である。
【００１７】
第９の態様Ａ９は、第７の態様Ａ７のポンプにおいて、さらに、前記径方向従動クランク機構と前記揺動側スクロール部品との間の揺動側スクロール軸受、を備える。
【００１８】
第１０の態様Ａ１０は、第９の態様Ａ９のポンプにおいて、前記揺動側スクロール軸受が、セラミックボールを具備したラジアル玉軸受である。
【００１９】
第１１の態様Ａ１１は、第１〜第１０の態様Ａ１〜Ａ１０のいずれか一つの態様のポンプにおいて、さらに、前記揺動駆動機構と機械的に連結した電気駆動モータ、を備える。
【００２０】
第１２の態様Ａ１２は、第１１の態様Ａ１１のポンプにおいて、前記電気駆動モータが、流体空間内に密封収容されている。
【００２１】
第１３の態様Ａ１３は、第１１の態様Ａ１１のポンプにおいて、さらに、流体流を前記電気駆動モータを通過させる第２の流体吐出口、を備える。
【００２２】
第１４の態様Ａ１４は、第１〜第１３の態様Ａ１〜Ａ１３のいずれか一つの態様のポンプにおいて、前記揺動駆動機構が駆動シャフトを含み、前記電気駆動モータが当該駆動シャフトと機械的に連結していると共に耐圧ハウジング外部に配置されている。
【００２３】
第１５の態様Ａ１５は、第１〜第１４の態様Ａ１〜Ａ１４のいずれか一つの態様のポンプにおいて、前記固定側スクロール部品および前記揺動側スクロール部品が、それぞれ、耐摩耗表面を有している。
【００２４】
第１６の態様Ａ１６は、第１５の態様Ａ１５のポンプにおいて、前記耐摩耗表面が、硬質陽極酸化アルミニウムを含むか又は硬質陽極酸化アルミニウムで構成されている。
【００２５】
図面に記載した態様は、性質上例示に過ぎず特許請求の範囲に定められた主題の限定を意図するものではない。例示の態様についての以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことで理解することができる。図面では、同じ構成／構成要素が同じ参照符号で表される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本明細書で提示する一部の態様における揺動側スクロール部品を示す平面図である。
【図２】本明細書で提示する一部の態様における固定側スクロール部品を示す平面図である。
【図３】本明細書で提示する一部の態様における固定側スクロール部品と揺動側スクロール部品とを互いに噛み合わせた様子を示す図である。
【図４】本明細書で提示する一部の態様における揺動側スクロール部品の例示的な軸方向圧力のバランスを示す図である。
【図５】本明細書で提示する一部の態様におけるポンプ組立体を示す例示的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本開示では、サブクール度が最小限である液冷媒や同様の伝熱流体を取り扱うことが可能なポンプの需要を満たすことのできるスクロール型ポンプが提供される。スクロール機械、特にはスクロール冷媒圧縮機は、二相流（例えば、スクロール冷媒圧縮機内に取り込まれた液冷媒のスラグの形態等）を容易に取り扱えるという確かな実績がある。このような二相流は、スクロール部品間を、害を及ぼすことなく通過する。本明細書で提示するスクロールポンプは、一方のスクロールが他方のスクロールに対して小円状に低速で揺動するという揺動運動で動く、一対の噛み合ったスクロール間の相対運動を利用したものである。このような低速の相対速度では、キャビテーションによる損傷の可能性が最小限になることが認められた。
【００２８】
本明細書で提示するスクロール型ポンプには、吸入口と吐出口で吸入及び吐出が自動的に行われるため吸入弁と吐出弁が不要であるという基本的利点がある。さらに、可動スクロールの円軌道揺動運動の力学的バランスを取ることもできる。同ポンプは、流体流を連続的に供給することが可能である。本提示のポンプ内部では、スクロールによって形成された流体ポケットが流体くさびを付随形成することで、同提示のポンプ設計で典型的に用いられ得る液体が低粘度であるにもかかわらず、頑健な流体潤滑がもたらされる。また、本提示のポンプの態様で使用されるスクロール機構は幅広い吐出流量範囲に対して拡張可能なので、この目的に開発されたスクロールポンプ製品群は多種多様なニーズに応えることができる。
【００２９】
本開示で提供されるスクロール型ポンプ設計は、前述の条件下においても高い信頼性で且つ長寿命に亘って動作することが可能である。本開示のスクロール型ポンプは、サブクール度（ＮＰＳＨ）が最小限である流体を圧送することが可能である。試作品試験では、フロン系流体Ｒ−１３４ａの吸入口サブクール度を２０°Ｆから２°Ｆに減らしても流体流量は減少しなかった。サブクール度を１°Ｆにしても、ポンプ質量流量は２０％しか減少しなかった。
【００３０】
機械設計での基本的課題は、２つのスクロール部品において流体を能動的に圧送する表面同士の近接したクリアランスを、接触で摩擦したり摩耗したりするのを阻止又は抑制しながら維持した状態で、揺動側スクロール部品の揺動運動を駆動するということである。一部の態様では、機械荷重を伴った相対運動を生じる表面同士が５組、スクロール圧送装置内に存在している：
●  スクロール部品同士の（大きな流体圧力を伴った）軸方向対向表面同士；
●  スクロール同士の側壁（すなわち、側面）間での（相応の圧力及び慣性力を伴った）径方向向き接触；
●  一方のスクロールに対する他方のスクロールの正確な角度方向位置関係を維持するのにオルダム継手が使用されていると仮定して、オルダム継手のキーと溝との（相応の圧力及び慣性力を伴った）摺動接触；
●  駆動シャフトの回転運動を揺動側スクロール部品の揺動運動に変換する（大きな荷重がかかった）回転軸受（「スクロール駆動軸受」）；ならびに
●  駆動シャフトを支持する（大きな荷重がかかった）回転軸受。
【００３１】
２つのスクロール部品間の軸方向（先端）クリアランスは、ポンプ吐出圧力が揺動駆動機構を含む空間に加わり、これと同じ圧力が揺動側スクロール部品の裏側にも加わって当該揺動側スクロール部品が固定側スクロール部品へと押し付けられることで最小化される。これにより、先端クリアランスは、２つのスクロール同士の軸方向対向表面の製造寸法公差に起因したクリアランスにまで低減する。しかし、これによって２つのスクロール部品同士の接触力が大きくなり、過剰な摩擦損失や摩耗が生じる。２つのスクロール部品間のスラスト軸受に流体を十分に圧送して圧送対象液体の薄膜を生成することを唯一の目的とする第２の対のスクロール要素を当該２つのスクロール部品同士に組み込むことにより、同薄膜が生成される。この流体膜の膜厚は一般的に０．００１インチ（２５ミクロン）未満であり、２つの圧送スクロール間の軸方向平均クリアランスも同程度になる。
【００３２】
２つのスクロール間での相応の径方向接触力は、当該２つのスクロール間の各々の側面接触点に存在する前述の流体くさびによって対処される。
【００３３】
オルダムキーに対する相応の荷重は、摺動運動及び負荷反転により生じた流体膜で十分対処される。
【００３４】
シャフト軸受およびスクロール駆動軸受には、強い荷重がかかる。揺動駆動機構の低粘度非潤滑性流体環境では、焼入れ鋼製軌道輪及び窒化ケイ素セラミックボールを具備したセラミック玉軸受が使用される。一般的な無潤滑軸受の金属球は、摩耗が生じると小片が球から落下して軌道輪に融着することで不具合に至る傾向があるのに対し、窒化ケイ素セラミックボールはこの不具合メカニズムを示さない。
【００３５】
任意で、主要部品には、流体膜の破壊や頻繁な断絶を抑えるための（任意で、自己潤滑性の）耐摩耗性コーティング又は表面処理が設けられる。任意で、２つのスクロール部品およびオルダムリングは、アルミニウム合金から製作されて且つそれらの表面が硬質陽極酸化されると共にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含浸させたものとされる。
【００３６】
図１は、内側の圧送スクロール２と外側のスラスト軸受スクロール３とを有する揺動側スクロール部品１を示す平面図である。揺動側スクロール２，３は、流体膜スラスト軸受のうちの一方の表面としても機能する基面４に突設される。貫通孔５は、圧送対象の液体と揺動駆動機構（図５）を収容する空間とを流体連通させる。
【００３７】
図２は、内側の圧送スクロール１２と外側のスラスト軸受スクロール１３とを有する固定側スクロール部品１１を示す平面図である。スクロール１２，１３の先端同士は、スラスト軸受面１４と同一平面上に位置する。孔（吸入口）１５は液体入口であり、孔（吐出口）１６は液体出口である。溝１７は、圧縮した流体をスラスト軸受面１４上に一様に分布させる。
【００３８】
図１及び図２を参照すると、内側の圧送スクロール組は、揺動側スクロール部品１（図１）の内側の圧送スクロール２および固定側スクロール部品１１（図２）の内側の圧送スクロール１２からなり、外側のスラスト軸受スクロール組は、揺動側スクロール部品１（図１）の外側のスラスト軸受スクロール３および固定側スクロール部品１１（図２）の外側のスラスト軸受スクロール１３からなる。任意で、揺動側スクロール部品１（図１）の内側の圧送スクロール２及び／又は外側のスラスト軸受スクロール３の長さは、１回の巻数である。任意で、それと組み合わされる固定側スクロール部品１１の内側の圧送スクロール１２及び／又は外側のスラスト軸受スクロール１３の長さは、２回の巻数である。揺動側スクロール部品１の内側の圧送スクロール２及び／又は外側のスラスト軸受スクロール３は、「少なくとも１つの揺動側スクロール」と包括的に称する場合がある。同じく、固定側スクロール部品１１の内側の圧送スクロール１２及び／又は外側のスラスト軸受スクロール１３は、「少なくとも１つの固定側スクロール」と包括的に称する場合がある。
【００３９】
この非対称的構成により、揺動位置による流量ばらつきが抑えられると共に、スラスト軸受が伝える軸方向圧力のばらつきも抑えられる。一部の態様では、揺動側スクロール部品１（図１）の内側の圧送スクロール２及び／又は外側のスラスト軸受スクロール３のラップ長さが０．７５〜１．２５回の巻数であり、固定側スクロール部品１１（図２）の内側の圧送スクロール１２及び／又は外側のスラスト軸受スクロール１３のラップ長さが１．７５〜２．２５回の巻数である。
【００４０】
図３は、揺動側スクロール部品１（図１）と固定側スクロール部品１１（図２）とを組付けて例示的な一つの揺動位置で示した平面断面図である。揺動側スクロール部品１（図３には図示せず）は、反時計回り方向に揺動する。揺動側スクロール部品１の運動に応じて内側の圧送スクロール２が固定側スクロール部品１１の内側の圧送スクロール１２内で揺動運動することにより、流体が吸入口１５から吐出口１６へ送り込まれる。これと同時に固定側スクロール部品１１の外側のスラスト軸受スクロール１３内で揺動側スクロール部品１（図１）の外側の揺動側スクロール３が揺動運動することにより、流体がスラスト軸受面１４（図２）へ圧送されて流体薄膜を生成し、揺動側スクロール部品１（図１）の基面４（図１）と前記固定側スクロールの表面１４とを約０．０００５インチ（１２ミクロン）ほど引き離して摩耗を阻止し摩擦を最小限に抑える。
【００４１】
図４は、図１の揺動側スクロール部品１を示す断面図である。図４は、本明細書で提示する一部の態様における、揺動側スクロール部品１にて結果として生じる軸方向圧力のバランスを描いたものである。揺動側スクロール部品１は、揺動駆動機構側を向く第１の側５１に働く流体圧力とスクロール圧送エレメント側を向く第２の側５２に働く流体圧力との正味の作用によって位置決めされる。ポンプ吐出圧力は、孔５（図１）から揺動駆動ユニットへ導入されることで側５１の全体に作用する。力線１１０は、揺動側スクロール部品１の第１の側５１に働くポンプ吐出圧力に起因した力を表している。揺動側スクロール部品１の側５２では、揺動側スクロール部品１の内側の圧送スクロール２及び固定側スクロール部品１１の内側の圧送スクロール１２からなる前記内側の圧送スクロール組（図２及び図５）により形成される流体圧送領域がポンプ吸入圧力を発生させ、これが揺動側スクロール部品１の一部に作用する（力線１０３で図示）ほか、力線１０３で定まる残りのそれ以外の領域には、ポンプ吐出圧力が作用する。これら圧送スクロールの外側では、揺動側スクロール部品１の外側のスラスト軸受スクロール３及び固定側スクロール部品１１の外側のスラスト軸受スクロール１３からなる前記外側のスラスト軸受スクロール組（図２及び図５）が基面４（図１）の表面とスラスト軸受面１４（図２）の表面との間のスラスト軸受空隙に流体を十分に圧送することで、側５１に作用する吐出圧力１１０と十分に釣り合う圧力（すなわち、力線１０２，１０４で図示）が発生する。
【００４２】
図５は、本明細書で提示する一部の態様におけるポンプ３０を示す横断面図である。ポンプ３０は、例えばフロン系冷媒などの低粘度非潤滑性液体等（但し、これに限定されない）の液体を圧送するように構成されている。ポンプ３０は、冷媒の圧送に限定されない。一部の実施形態では、ポンプ３０が、３種類の一般コンポーネント：スクロール圧送エレメント、揺動駆動機構および電気駆動モータで表され得る。スクロール圧送エレメント、揺動駆動機構および電気駆動モータの各コンポーネントは、互いに機械的に連結および／または回転連結および／または流体連結している。
【００４３】
前記スクロール圧送エレメントは、スクロールエンドカバー３３で形成された吸入口１５及び吐出口１６に接続されている。前記スクロール圧送エレメントは、さらに、揺動駆動ハウジング３１と連結している。揺動駆動ハウジング３１は、スクロールエンドカバー３３及び固定側スクロール部品１１と連結した耐圧ハウジングとして構成され得る。前記スクロール圧送エレメントは、固定側スクロール部品１１および揺動側スクロール部品１を含んで流体を圧送する。固定側スクロール部品１１および揺動側スクロール部品１は、圧縮した流体をスラスト軸受に供給することが可能であるように、かつ、当該固定側スクロール部品１１の表面と当該揺動側スクロール部品１の表面との接触を阻止するように配置されている。一部の実施形態では、揺動側スクロール部品１および固定側スクロール部品１１が、揺動駆動ハウジング３１、モータハウジング３２、スクロールエンドカバー３３およびモータエンドカバー３４を含む液密ハウジング内に配置されている。例えばモータエンドカバー３４伴って構成される第２の吐出口３５により、圧送した液体流の一部をモータステータ４１の周囲およびモータステータ４１とモータロータ４２との隙間に流通させて前記電気駆動モータを冷却する手段が構成される。
【００４４】
前記揺動駆動機構は、前記スクロール圧送エレメントの吐出口１６と流体連通している。前記揺動駆動機構は、駆動シャフト２１、および駆動シャフト２１を支持する少なくとも１つの駆動シャフト軸受２５，２６を含む。前記揺動駆動機構は、さらに、駆動シャフト２１と回動ピン２７で接続された径方向従動クランク機構２３を含み得て、径方向従動クランク機構２３は、揺動側スクロール軸受２４を介して揺動側スクロール部品１の揺動運動を駆動する。また、前記揺動駆動機構には、オルダム継手２２が含まれ得る。オルダム継手２２は、固定側スクロール部品１１に対する揺動側スクロール部品１の正確な角度方向位置関係を維持する。
【００４５】
前述したように、前記オルダム継手は、硬質陽極酸化アルミニウムなどの耐摩耗性コーティングを具備し得る。また、駆動シャフト軸受２５，２６および／または揺動側スクロール軸受２４は、ラジアル玉軸受であり得る。当該ラジアル玉軸受は、焼入れ鋼製軌道輪内にセラミックボール（例えば、窒化ケイ素セラミックボール等）を構成したものであり得る。一部の実施形態では、固定側スクロール部品１１および／または揺動側スクロール部品１が、それぞれ、耐摩耗表面を有し得る。当該耐摩耗表面は、硬質陽極酸化アルミニウムを含み得る。
【００４６】
引き続き図５のポンプを参照すると、前記電気駆動モータは、モータステータ４１およびモータロータ４２を含む。モータロータ４２が、駆動シャフト２１と連結され得る。つまり、モータステータ４１が電磁場を誘起することでモータロータ４２が回転駆動し、それによって駆動シャフト２１が回転する。前記電気駆動モータは、前記揺動駆動機構と機械的に連結している。一部の実施形態では、前記モータハウジングが、前記揺動駆動機構および／または前記スクロール圧送エレメントと流体連結している。例えば、前記電気駆動モータは、流体空間内に密封収容され得る。第２の吐出口３５は、前記揺動駆動機構及び／又は前記スクロール圧送エレメントからモータハウジング３２及び／又は前記電気駆動モータを通って流れた流体を吐出（すなわち、出力）し得る。これにより、前記電気駆動モータやモータハウジング３２内の部品の冷却が行われ得る。
【００４７】
なお、本開示は、サブクール度が最小限である液冷媒や同様の伝熱流体を取り扱うことが可能なポンプの需要を満たすことのできるスクロール型ポンプに向けられている点を理解されたい。本明細書で提示するスクロールポンプは、一方のスクロールが他方のスクロールに対して小円状に低速で揺動するという揺動運動で動く、一対の噛み合ったスクロール同士の相対運動を利用したものである。例えば、本開示の液体ポンプは、耐圧ハウジング、吸入口、吐出口、スクロール圧送エレメントおよび揺動駆動機構（但し、これらに限定されない）を備える。前記スクロール圧送エレメントは、少なくとも１つの固定側スクロールを有する固定側スクロール部品、および少なくとも１つの揺動側スクロールを有する揺動側スクロール部品を含んで流体を圧送する。前記固定側スクロール部品および前記揺動側スクロール部品は、圧縮した流体をスラスト軸受に供給することが可能であるように、かつ、当該固定側スクロール部品と当該揺動側スクロール部品との接触を阻止するように配置されている。前記揺動駆動機構は、前記吐出口と流体連通している。
【００４８】
開示した実施形態は、数多くの別の様式で具現化されてもよい。本開示は、本明細書に記載された実施形態に限定されると解釈されるべきでない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全になるよう提示したものであり、かつ、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるものである。同じ参照符号は、全体をとおして同じ構成／構成要素を指している。
【００４９】
本明細書において「第１」、「第２」、「第３」などの表現は個々のエレメントおよび／または部品および／または領域および／または層および／または部分を表すのに用いられ得るものの、これらのエレメントおよび／または部品および／または領域および／または層および／または部分がそれらの表現で限定されるべきでないという点を理解されたい。それらの表現は、あるエレメント、部品、領域、層または部分と別のエレメント、部品、領域、層または部分とを区別するためだけに使用される。つまり、本明細書の教示内容から逸脱することなく、以降で登場する「第１のエレメント」、「部品」、「領域」、「層」または「部分」を第２のエレメント、部品、領域、層または部分と称することが可能である。
【００５０】
本明細書で用いる表現は、具体的な実施形態を説明するためだけを目的とし、限定を意図していない。本明細書で用いる”a”や”an”や”the”の単数形は、文中で明記しない限り「少なくとも１つ」を含めた複数形を包含するように意図している。「または」は「および／または」を意味する。本明細書で用いる「および／または」という表現には、列挙した対応する任意の項目および１つ以上の項目の全組合せが包含される。また、本明細書で用いられた場合の「有する」および／または「含む」および／または「備える」および／または「からなる」（“comprises” and/or “comprising,” or “includes” and/or “including”）といった表現は、記載した特徴および／または領域および／または整数および／または工程および／または動作および／またはエレメントおよび／または部品が存在することを特定すると共に、それ以外の１つ以上の特徴および／または領域および／または整数および／または工程および／または動作および／またはエレメントおよび／または部品および／またはこれらの組合せの存在や追加を排除しないという点も理解されたい。
【００５１】
特に定義しない限り、本明細書で用いる（技術用語や科学用語を含む）全用語は、本開示が属する分野の当業者が一般に理解する意味と同じ意味を有している。また、一般的に用いられる辞書に定義等されている用語は、関連技術や本開示の文脈での意味に沿った意味を有していると解釈されるべきであり、本明細書で明確に定義している場合を除き、理想化された意味や過度に形式的な意味では解釈しないものと理解されたい。
【００５２】
例示的な実施形態を参照しながら本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱しない範疇で様々な変更を施したり構成／構成要素を均等物に置き換えてたりしてもよいことを理解するであろう。また、本発明の本質的範囲を逸脱しない範疇で、特定の状況や材料を本発明の教示内容に適合させるように数多くの変更が施されてもよい。つまり、本発明は、本発明を実施するために考え出された最良の形態として開示する特定の実施形態に限定されないものとする。
【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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【国際調査報告】
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