(57)【要約】  スクロール・デバイスであって、ハウジング、シャフトを有したモーター、旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール、旋回スクロールに合わされる固定スクロール、旋回スクロールと固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト、冷却液体を受けるためのハウジング及び／あるいは固定スクロールに形成された入口、及び冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネルを有するスクロール・デバイスが開示された。【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；ならびに
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；ならびに
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項３】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐためのラジアル・シャフト・シール
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項４】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐためのラジアル・シャフト・シール
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項５】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジング内に形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
シール・チェックのためのアクセス・クロス穴
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項６】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
シール・チェックのためのアクセス・クロス穴
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項７】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのシール・ベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
ベアリング、シール保持プレート、及びカバー内への冷却液体のリークを防ぐためのラジアル・シャフト・シール
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項８】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのシール・ベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
ベアリング、シール保持プレート、及びカバー内への冷却液体のリークを防ぐためのラジアル・シャフト・シール
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項９】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
冷却液体の停滞した流れを減少させるため、冷却液体の流れを方向づけるフィンを有したプレート
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１０】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
冷却液体の停滞した流れを減少させるため、冷却液体の流れを方向づけるフィンを有したプレート
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１１】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐための動的シャフト・シール
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１２】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐための動的シャフト・シール
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１３】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐための動的シャフト・シール；ならびに
ベアリング・スリンガ・カバー
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１４】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐための動的シャフト・シール；ならびに
ベアリング・スリンガ・カバー
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１５】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐためのメカニカル・シャフト・シール
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１６】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐためのメカニカル・シャフト・シール
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１７】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
冷却液体を排出するドレーン
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１８】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
冷却液体を排出するドレーン
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項１９】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；
冷却液体を排出するドレーン；ならびに
スリンガ
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２０】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；
冷却液体を排出するドレーン；ならびに
スリンガ
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２１】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
スリンガ
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２２】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；
冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル；ならびに
スリンガ
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２３】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
第一アイドラー・シャフト、第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフト；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；ならびに
冷却液体を受けるための各アイドラー・シャフトに形成されたチャンネル
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２４】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
第一アイドラー・シャフト、第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフト；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；ならびに
冷却液体を受けるための各アイドラー・シャフトに形成されたチャンネル
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２５】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
第一アイドラー・シャフト、第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフト；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；ならびに
第一方向に流れるように冷却液体を受けるための第一アイドラー・シャフトと、第一方向に対して反対方向の第二方向に流れるように冷却液体を受けるための第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフトであって、冷却液体を受けるための各アイドラー・シャフトに形成されたチャンネル
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２６】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
第一アイドラー・シャフト、第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフト；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；ならびに
第一方向に流れるように冷却液体を受けるための第一アイドラー・シャフトと、第一方向に対して反対方向である第二方向に流れるように冷却液体を受けるための第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフトであって、冷却液体を受けるための各アイドラー・シャフトに形成されたチャンネル
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２７】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
第一アイドラー・シャフト、第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するための対のベアリング；
冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口；ならびに
冷却液体を受けるための第一、第二、及び第三の各アイドラー・シャフトに形成されたチャンネル
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２８】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
第一アイドラー・シャフト、第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフト；
アイドラー・シャフトを支持するための対のベアリング；
冷却液体を受けるための固定スクロールに形成された入口；ならびに
冷却液体を受けるための第一、第二、及び第三の各アイドラー・シャフトに形成されたチャンネル
を有して成る、スクロール・デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本ＰＣＴ／国際出願は、２０１７年１１月３０日に出願された非仮特許出願第１５／７３２，５９３号の優先権を主張し、当該出願は２０１６年１２月６日に出願された仮特許出願第６２／４９７，８６９号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、スクロール（scroll）型デバイス、特に、アイドラー・シャフト（idler shaft）を通して冷却する液体を有する、コンプレッサー、エキスパンダー、真空ポンプ等のスクロール型デバイスに関する。
【０００３】
スクロール・デバイスは、コンプレッサー、エキスパンダー、ポンプ、及び真空ポンプとして長年用いられてきた。一般的に、二段以上の複雑性に起因して、これらのデバイスは単段の圧縮に限られてきた。単段では、スパイラル状のインボリュート（involute）あるいは回転プレート上のスクロールが、固定されたスパイラル状インボリュートあるいは固定プレート上のスクロールを旋回する。モーター・シャフトによって、固定スクロール内のスクロールを偏心的に旋回するシャフトがターンする。偏心軌道により、ガスが固定スクロールを通って押し出され、それによって固定スクロールと通じているコンテナにおいて真空が作られる。エキスパンダーは、スクロールが逆にターンするのみで、同様の原理で作動する。コンプレッサーを参考にすると、真空ポンプがコンプレッサーの代わりになり得ること、膨張する気体からスクロールを逆に操作したとき、エキスパンダーも代替の使用になり得ることが理解できる。
【０００４】
スクロール型のコンプレッサー、エキスパンダー、及び真空ポンプは、圧縮、膨張、あるいはポンピングの過程の一部として熱を生じる。圧力比が大きくなるほど、圧縮される流体の温度は高くなる。コンプレッサーのハードウェアを適正な温度に保つために、コンプレッサーは冷やされなければならず、さもないとハードウェアに損害が起こり得る。ある場合では、コンプレッサー部品に周辺の冷たい空気を吹きつけることによって冷却が達成される。しかしながら、空間の制限あるいは放熱させるには暑すぎる等のいくつかの場合では、空気冷却は効果的ではないかもしれない。液体は空気よりも遥かに高い熱伝導率を有するため、コンプレッサーの冷却に液体を使用することは有益であり得る。液体冷却コンプレッサーの試みのひとつには、熱をコンプレッサーから液体に伝えるしなやかなベローズ（または蛇腹、bellows）型の使用が含まれる。ベローズは有用であるものの、高価で寿命が限られていた。ベローズが機能しなくなれば、コンプレッサーが損傷する可能性がある。
【０００５】
本開示は、スクロール型デバイスの液体冷却においてニーズがある、従来技術の制限を克服するものである。本開示は、アイドラー・シャフトの使用を通して冷却を行う液体を組み込むスクロール型デバイスを提供する。
【発明の概要】
【０００６】
したがって、本開示は、スクロール・デバイスであって、ハウジング、シャフトを有するモーター、旋回スクロール（または軌道スクロール、orbiting scroll）を動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール、旋回スクロールに合わされる（または対になる、mated）固定スクロール、旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントする（または調芯するもしくは整列させる、aligning）ためのアイドラー・シャフト、冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口、ならびに冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル（または流路、channel）を有して成る、スクロール・デバイスである。
【０００７】
本開示のスクロール・デバイスの別の態様では、スクロール・デバイスであって、ハウジング、シャフトを有するモーター、旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール、旋回スクロールに合わされる固定スクロール、旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト、アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング、冷却液体を受けるためのハウジング及び／あるいは固定スクロールに形成された入口、冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル、ならびにベアリング内への冷却液体のリークを防ぐためのラジアル・シャフト・シール（または放射状シャフト・シール、radial shaft seal）を有して成る、スクロール・デバイスである。
【０００８】
本開示に従って構築されたスクロール・デバイスのまた別の態様では、スクロール・デバイスであって、ハウジング、シャフトを有したモーター、旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール、旋回スクロールに合わされる固定スクロール、旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト、アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング、冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口、冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル、ならびにシール・チェック（またはシール性の点検、sealing check）のためのアクセス・クロス穴（または点検交差穴、access cross hole）を有して成る、スクロール・デバイスである。
【０００９】
別の態様では、スクロール・デバイスであって、ハウジング、シャフトを有するモーター、旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール、旋回スクロールに合わされる固定スクロール、旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト、アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング、冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口、冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル、ならびにベアリング、シール保持プレート、及びカバーへの冷却液体のリークを防ぐためのラジアル・シャフト・シールを有して成る、スクロール・デバイスである。
【００１０】
スクロール・デバイスのまた別の態様では、スクロール・デバイスであって、ハウジング、シャフトを有するモーター、旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール、旋回スクロールに合わされる固定スクロール、旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト、アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング、冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口、冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネル、ならびに冷却液体の停滞する（または停流する、もしくはよどむ、stagnated）流れを減少させるために冷却液体の流れを方向づけるためのフィンを有したプレートを有して成る、スクロール・デバイスである。
【００１１】
本開示に従って構築されたスクロール・デバイスの別の態様では、スクロール・デバイスであって、ハウジング、シャフトを有するモーター、旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール、旋回スクロールに合わされる固定スクロール、第一アイドラー・シャフト、第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフト、冷却液体を受けるためにハウジングに形成された入口、ならびに第一方向に流れるように冷却液体を受ける第一アイドラー・シャフトと、第一方向と反対方向である第二方向に流れるように冷却液体を受ける第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフトであって、冷却液体を受ける各アイドラー・シャフトに形成されたチャンネルを有して成る、スクロール・デバイスである。
【００１２】
また、スクロール・デバイスであって、ハウジング、シャフトを有するモーター、旋回スクロールを動かすためのシャフトに接続される旋回スクロール、旋回スクロールに合わされる固定スクロール、第一アイドラー・シャフト、第二アイドラー・シャフト及び第三アイドラー・シャフト、アイドラー・シャフトを支持するための対のベアリング、冷却液体を受けるためのハウジングに形成された入口、ならびに冷却液体を受けるためのアイドラー・シャフトに形成されたチャンネルを有して成る、スクロール・デバイスである。
【００１３】
スクロール・デバイスの様々な他の態様が本明細書で開示される。
【００１４】
したがって、本開示は、アイドラー・シャフトの使用を通して冷却する液体を組み込み、コンプレッサー、真空ポンプ、及び気体のエキスパンダーの機械類から、新しくそして改良したスクロール・デバイスを提供する。
【００１５】
本開示は、低温で動作できるスクロール型デバイスを提供する。
【００１６】
本開示は、他のスクロール型デバイスと比較して長寿命が可能であるスクロール・デバイスを提供する。
【００１７】
本開示は、スクロール・デバイスに付けられる一つ以上のアイドラー・シャフトを流れ得る冷却流体あるいは液体を使用することによって、スクロール・デバイスにより生じた熱を減少できるスクロール・デバイスを提供する。
【００１８】
本開示は、スクロール・デバイスに組み込まれるアイドラー・シャフトに付けられるベアリングを冷却するため、液体冷却を用いるスクロール・デバイスに関連する。
【００１９】
さらに、本開示は、ベアリングの耐用年数が延びるようにスクロール・デバイスに含まれるベアリングの温度を下げるため、冷却流体あるいは液体を流すチャンネルを有するアイドラー・シャフトを有するスクロール・デバイスを提供する。
【００２０】
本開示は、冷却流体あるいは液体の停滞した流れを減少させるため、スクロール・デバイス内の冷却流体あるいは液体を押し流すフィン構造を用いるスクロール・デバイスを提供する。
【００２１】
また、本開示は、スクロール・デバイス内からの冷却流体あるいは液体の漏出を防ぐため、動的シャフト・シール（dynamic shaft seals）及びベアリング・スリンガ・カバー（baring slinger cover）を使用するスクロール・デバイスを提供する。
【００２２】
前記スクロール・デバイスは、スクロール・デバイスのベアリングに接し得るスクロール・デバイス内からの冷却流体あるいは液体の漏出を防ぐため、メカニカル・シャフト・シール（mechanical shaft seal）を有する。
【００２３】
さらに、本開示は、スクロール・デバイスのベアリングから冷却流体あるいは液体を排出するドレーン（または排水管、drain）を用いたスクロール・デバイスに向けられる。
【００２４】
本開示は、スクロール・デバイスのベアリングから冷却流体あるいは液体を排出するため、スリンガ（slingers）及びドレーンを用いるスクロール・デバイスに向けられる。
【００２５】
また、本開示は、チャンネルを有するアイドラー・シャフトを使用したスクロール・デバイスであって、当該チャンネルはその内部に冷却流体あるいは液体を流すためそこに形成され、冷却流体あるいは液体の入口として用いられる１つのアイドラー・シャフト、及び冷却流体あるいは液体の出口として用いられる別のアイドラー・シャフトを伴い、それによって冷却流体が出入りし、旋回スクロールを冷却することが可能になる、スクロール・デバイスに向けられる。
【００２６】
図面と併せて見ると、本明細書で述べられる本開示を再調査し、好ましい態様の記載について調査することで、これらの、及び他の利点が当業者により明らかになり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】液体の入口を有する、本開示に従って構築されるアイドラー・シャフトの使用を通して冷却する液体を有するスクロール・デバイスの斜視図；
【図２】液体の入口を有する、本開示に従って構築されるアイドラー・シャフトの使用を通して冷却する液体有するスクロール・デバイスの斜視図；
【図３】本開示に従って構築されるスクロール・デバイスの前面の正面図；
【図４】部分的に透視で示されるスクロール・デバイスの斜視図；
【図５】アイドラー・シャフトを通る旋回スクロールへの冷却流体の流れを示す、部分的に透視で示されるスクロール・デバイスの部分斜視図；
【図６】本開示に従って構築されるスクロール・デバイスのアイドラー・シャフトの部分断面図；
【図７】本開示に従って構築されるスクロール・デバイスの旋回スクロールの側面図；
【図８】部分的に透視で示されるスクロール・デバイスの斜視図；
【図９】部分的に透視で示されるスクロール・デバイスの斜視図；
【図１０】フィン構造を有するスクロール・デバイスの旋回スクロールの側面図；
【図１１】部分的に透視で示されるスクロール・デバイスの部分斜視図；
【図１２】部分的に透視で示されるスクロール・デバイスの部品と、本開示に従って構築されるスクロール・デバイスのアイドラー・シャフトの部分斜視図；
【図１３】リップ型シールを示す、本開示に従って構築されるアイドラー・シャフトの態様の部分断面図；
【図１４】メカニカル・シャフト・シールを示す、本開示に従って構築されるアイドラー・シャフトの別の態様の部分断面図；
【図１５】シールを通り越える冷却液体を排出するためのドレーン穴を示す、本開示に従って構築されるアイドラー・シャフトの別の態様の部分断面図；
【図１６】ベアリングからシールを通り越してリークした冷却流体を放出するスリンガを示す、本開示に従って構築されるアイドラー・シャフトの別の態様の部分断面図；
【図１７】旋回スクロールの後ろに配置したアイドラー・シャフトを示す、本開示に従って構築されるアイドラー・シャフトの別の態様の部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、同様の数字が同様の製品を指す図面を参照すると、参照番号１０は本開示に従って構築されるアイドラー・シャフトを用いた液体冷却を有するスクロール・デバイスの好ましい態様を特定する。図１及び図２では、スクロール・デバイス１０はモーター１４に接続されるハウジング１２を有して成ることが示されている。固定スクロール１６は、およそ１２０°の間隔をあけている３つのアイドラー・シャフト１８、２０、及び２２を有する。また、固定スクロール１６は、入口２４を有する。入口２４によって、冷却流体あるいは液体（図示せず）を当該入口に注入することが可能になる。この特定の図では詳細を示さないものの、スクロール・デバイス１０には、モーター１４に接続されるセンター・シャフトによって駆動される旋回スクロール等の部品がハウジング１２に組み込まれてきたことが知られている。センター・シャフトは、フロント・ベアリング（または前部ベアリング、front bearing）あるいは対のフロント・ベアリング、及びリア・ベアリング（または後部ベアリング、rear bearing）あるいは対のリア・ベアリングによって支持される。モーター１４（電気モーターであってもよい）は、センター・シャフトを駆動するために用いられる。ベアリング及びモーター１４はハウジング１２に設けられる。固定スクロール１６は旋回スクロールに合わせられる。旋回スクロールは第一インボリュートを有し、固定スクロール１６は第二インボリュートを有する。旋回スクロールの回転運動のバランスをとるため、対のバランス・ウェイト（または釣合い重り、balance weight）が第一インボリュートに同軸的に配置されてもよく、それによって動的に旋回スクロールのバランスがとれる。また、動的に旋回スクロールのバランスをとるため、対のカウンターウェイト（counterweight）がセンター・シャフトに配置されてもよい。旋回スクロールはセンター・シャフトに連結しており、当該センター・シャフトは、固定スクロール１６に関する固定された通路に従い、２つのスクロール間に一連の三日月形のポケット（または空洞、pocket）を作り、動作する、あるいは旋回スクロールを偏心的に旋回する。スクロール・コンプレッサーの場合、作用流体は、圧縮を生じながら次第に小さくなるポケットを通り、周縁（入口）から中心（排出）へと動く。同様の原理はスクロール真空ポンプ及びスクロール・エキスパンダーにも適用される。アイドラー・シャフト１８、２０、及び２２は旋回スクロールにおけるフロント・ベアリング及び固定スクロール１６におけるリア・ベアリングによって支持される。アイドラー・シャフトの中心線はセンター・シャフトの中心線からずれている（またはオフセットされている、offset）。センター・シャフト内に作用流体を密封するため、ラビリンス・シール（labyrinth seal）が使用されてもよい。ラビリンス・シールはベアリングの間あるいはリア・ベアリングの後ろに配置されてもよい。
【００２９】
次に図３を参照すると、透視で示したハウジング１２内のいくつかの部品とともに、スクロール・デバイス１０の固定スクロール１６の正面図が示されている。この特定の図において、スクロール・デバイス１０は、ハウジング１２内に形成された固定スクロール通路２６を有する。矢印で示したように、入口２４を通って入った流体あるいは液体２８は、いずれも通路２６の周囲を流れてもよい。スクロール・デバイス１０によって生じる熱は、液体２８に伝えられてもよい。チャンネル３０は、液体２８の出口あるいは排出口が供されるように設けられる。また、アイドラー・シャフト１８、２０、及び２２２も示されている。
【００３０】
図４は、部分的に透視で示したスクロール・デバイス１０の斜視図を示す。スクロール・デバイス１０は、ハウジング１２、及び通路２６を有する固定スクロール１６を有し、当該通路２６においては、矢印で示すように液体２８が入口２４から通路２６の周囲を流れ、チャンネル３０を通って流出し得る。チャンネル３０はアイドラー・シャフト２２を通過するように示され、ベアリング３２はアイドラー・シャフト２２を支持することが示されている。流体２８はチャンネル３０を通って流れることができる。
【００３１】
次に図５を参照すると、部分的に透視で示されたスクロール・デバイス１０の部分側面図が図示されている。スクロール・デバイス１０は、ハウジング１２、及びアイドラー・シャフト２２を通って固定スクロール１６から旋回スクロール３６まで通るチャンネル３０を有する、固定スクロール１６を有する。アイドラー・シャフト２２が示されているものの、他のアイドラー・シャフト１８及び２０も流体２８が流れるあるいは通過し得るチャンネル３０を有することが理解できるであろう。固定スクロール１６から旋回スクロール３６へ流体２８が流れるに際して、スクロール１６及び３６によって生じる熱は、いずれも液体２８に伝えられる。アイドラー・シャフト２２は、ベアリング３２への液体２８のリークを防ぐために用いられたラジアル・シャフト・シール３８を有する。また、アクセス・クロス穴４０もシール・チェックのために備えられる。
【００３２】
図６は、アイドラー・シャフト２２の部分断面図を示す。アイドラー・シャフト２２は、そこを通過した流体２８（図示せず）を受けるために用いられるチャンネル３０を有する。また、アイドラー・シャフト２２は、ラジアル・シャフト・シール３８、シール保持プレート４２、ニロス・シール（Nilos seal）４４、及びシール・ベアリング（または密封されたベアリング、もしくはシールされたベアリング、sealed bearings）３２を有する。
【００３３】
次に、特に図７を参照すると、旋回スクロール３６の側面図が示されている。旋回スクロール３６は、ジャケット（または覆い、jacket）４６内を通る冷却流体あるいは液体２８（図示せず）を有することができる。ジャケット４６はチャンネル３０を覆うために用いられるキャップ（またはふた、cap）４８を有する。液体２８のリークを防ぐためのシール性は、Ｏ−リング５０の使用により達成される。
【００３４】
図８は部分的に透視で示したスクロール・デバイス１０の斜視図を図示する。スクロール・デバイス１０は、アイドラー・シャフト１８、２０、及び２２を通りジャケット５２へと流れる液体２８によって冷却される旋回スクロール３６を有する。ジャケット５２は、液体２８がジャケット５２を横切るように移動し、冷却通路５４内へ至るように形成、あるいは機械加工されている。アイドラー・シャフト１８及び２２は、それぞれ液体２８の入口５６及び５８を有しており、アイドラー・シャフト２０も液体２８の出口６０を有する。
【００３５】
次に図９を参照すると、スクロール・デバイス１０の斜視図が部分的に透視で示されている。スクロール・デバイス１０は、交差チャンネル６２から出て、ジャケット通路５４を通過する液体２８を有する。再び、液体２８は旋回スクロール３６を冷却するために用いられる。
【００３６】
図１０は、フィン構造を有する旋回スクロール３６の側面図である。旋回スクロール３６は、液体２８をスクロール・デバイス１０の中心６６に向ける、あるいは押し進めるためにフィン６４を用いる。これにより、圧力の低下が最小限となり、液体２８の流れが最適に方向づけられ、スクロール・デバイス１０における液体２８の停滞した流れが減少する。また、アイドラー・シャフト１８、２０、及び２２もこの特定の図に示されている。
【００３７】
次に図１１に移ると、部分的に透視で示されたスクロール・デバイス１０の部分斜視図が図示されている。スクロール・デバイス１０は、アイドラー・シャフト２０を通るように出ていくことができる液体２８を伴う旋回スクロール３６を有する。液体２８はアイドラー・シャフト１８及び２２に入る。また、入口２４もこの特定の図に示されている。
【００３８】
図１２は、部分的に透視で示したスクロール・デバイス１０のアイドラー・シャフト２０の部分斜視図である。アイドラー・シャフト２０は、液体２８が流れてもよいチャンネル６８を有する。アイドラー・シャフト２０は、第一ベアリング７０及び第二ベアリング７２によって支持される。液体２８がチャンネル６８を通過するに際して、スクロール・デバイス１０によって生じる熱は液体２８に伝えられる。
【００３９】
次に、特に図１３を参照すると、アイドラー・シャフト１８の部分断面図が示されている。アイドラー・シャフト２０及び２２は同様に組み立てられてもよい。アイドラー・シャフト１８は、そこに形成されたチャンネル７４を有し、当該チャンネルには、液体２８が通過あるいは流れ得る。液体２８の流れは、アイドラー・シャフト２０における液体２８の流れに対して反対の方向である（図１２を参照）。アイドラー・シャフト１８は、対の第一ベアリング７６及び対の第二ベアリング７８を有する。固定スクロール１６及び旋回スクロール３６もまた示されている。対の第一ベアリング７６は、液体２８が対の第一ベアリング７６に接すること、あるいはチャンネル７４から漏れることを防ぐために用いられる動的シャフト・シール８０を有する。対の第二ベアリング７８は、チャンネル７４において液体２８をシールするために用いられる動的シャフト・シール８２を有する。また、対の第二ベアリング７８の隣に配置されたベアリング・スリンガ・カバー８４も、液体２８がチャンネル７４から漏れることを防ぐために用いられる。
【００４０】
図１４は、アイドラー・シャフト１８の別の態様の部分断面図を示す。アイドラー・シャフト２０及び２２も同様に組み立てられてもよい。アイドラー・シャフト１８は、そこに形成されたチャンネル７４を有し、当該チャンネルには液体２８が通過あるいは流れ得る。液体２８の流れは、アイドラー・シャフト２０における液体２８の流れに対して反対の方向である（図１２を参照）。アイドラー・シャフト１８は、対の第一ベアリング８８及び対の第二ベアリング９０を有する。また、固定スクロール１６及び旋回スクロール３６も示されている。対の第一ベアリング８８は、液体２８が対の第一ベアリング８８に接すること、あるいはチャンネル８６から漏れることを防ぐために用いられるメカニカル・シャフト・シール９２を有する。また、対の第二ベアリング９０も、チャンネル８６において液体２８をシールするために用いられるメカニカル・シャフト・シール９４を有する。
【００４１】
次に図１５を参照すると、アイドラー・シャフト１８の別の態様の部分断面図が示されている。アイドラー・シャフト２０及び２２は同様に組み立てられてもよい。アイドラー・シャフト１８は、そこに形成されたチャンネル７４を有し、当該チャンネルには液体２８が通過あるいは流れ得る。液体２８の流れは、アイドラー・シャフト２０における液体２８の流れに対して反対の方向である（図１２を参照）。アイドラー・シャフト１８は、対の第一ベアリング９８及び対の第二ベアリング１００を有する。また、固定スクロール１６及び旋回スクロール３６も示されている。対の第一ベアリング９８は、液体２８が対の第一ベアリング９８に接することを防ぐために用いられるドレーン１０２を有する。また、対の第二ベアリング１００も、液体２８が対の第二ベアリング１００に接することを防ぐために用いられるドレーン１０４を有する。
【００４２】
図１６は、アイドラー・シャフト１８の別の態様の部分断面図である。アイドラー・シャフト２０及び２２は同様に組み立てられてもよい。アイドラー・シャフト１８は、そこに形成されたチャンネル７４を有し、当該チャンネルには液体２８が通過あるいは流れ得る。液体２８の流れは、アイドラー・シャフト２０における液体２８の流れに対して反対の方向である（図１２を参照）。アイドラー・シャフト１８は、対の第一ベアリング１０８及び対の第二ベアリング１１０を有する。また、固定スクロール１６及び旋回スクロール３６も示されている。対の第一ベアリング１０８は、液体２８が対の第一ベアリング１０８に接することを防ぐために用いられるドレーン１１２及びスリンガ１１４を有する。また、対の第二ベアリング１１０も、液体２８が対の第二ベアリング１１０に接することを防ぐために用いられるドレーン１１６及びスリンガ１１８を有する。
【００４３】
次に、特に図１７を参照すると、アイドラー・シャフト１８の別の態様の部分断面図が図示されている。アイドラー・シャフト１８は、旋回スクロール３６の後ろに配置され、旋回スクロール３６におけるベアリング１２０及びハウジング１２におけるベアリング１２２によって支持される。図１７に示されたように、アイドラー・シャフト１８が旋回スクロール３６の後ろに配置されるに際して、上述の全ての種類のシール、ドレーン穴、及びスリンガが使用されてもよい。また、他のアイドラー・シャフト２０及び２２も、図１７に示されたアイドラー・シャフト１８と同様に組み立てられてもよい。
【００４４】
上述の説明では、スクロール・コンプレッサー、ポンプ、及びエキスパンダーの機械類のスクロール・デバイス１０を説明した。ライン、デバイス、あるいはスクロール・デバイス１０に接続される、周辺の大気が侵入しない空間を減圧するため、スクロール・デバイス１０は液体を周期的に拡張及び圧縮することができる。スクロール・デバイス１０は、モーターから直接、あるいは磁気カップリングに接続されるモーターから動力を受け、ハウジング及び作用流体における大気侵入の発生をさらに最小化する。本開示及び種々の部品には現存する装置を採用してもよく、限定はしないものの、金属シート及び金属箔、エラストマー、鋼板、ポリマー、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、鉄及び非鉄金属、種々の合金、及び複合物を含む多くの物質から製造されてもよい。
【００４５】
上記全ての事項から、本明細書で示され、説明したアイドラー・シャフトを使用した冷却液体を有するスクロール・デバイスは明らかになるだろう。しかしながら、当業者は、スクロール・デバイスの多くの変化、改造、変形、及び他の使用や応用が可能であり、考えられるということが明白になるだろう。本開示の意図及び範囲から外れないすべての変化、改造、変形、及び他の使用や応用は、後述の特許請求の範囲によってのみ制限される本開示に含まれると見なされる。
【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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【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】
2021504631.tif 000011
【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】
2021504631.tif 000016
【図１６】
2021504631.tif 000017
【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月6日(2020.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクロール・デバイスであって、
ハウジング；
シャフトを有するモーター；
シャフトに接続される旋回スクロール；
旋回スクロールに合わされる固定スクロール；
旋回スクロール及び固定スクロールをアライメントするためのアイドラー・シャフト；
冷却液体を受けるための入口であって、ハウジングあるいは固定スクロールに形成された入口；ならびに
冷却液体を受けるための、アイドラー・シャフトに形成されたチャンネル
を有して成る、スクロール・デバイス。
【請求項２】
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；及び
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐためのラジアル・シャフト・シール
をさらに有して成る、請求項１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項３】
シール・チェックのためのアクセス・クロス穴をさらに有して成る、請求項１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項４】
アイドラー・シャフトを支持するためのシール・ベアリング；
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐためのラジアル・シャフト・シール；
シール保持プレート；及び
カバー
をさらに有して成る、請求項１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項５】
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；及び
冷却液体の停滞する流れを減少させるため、冷却液体の流れを方向づけるフィンを有したプレート
をさらに有して成る、請求項１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項６】
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；及び
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐための動的シャフト・シール
をさらに有して成る、請求項１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項７】
ベアリング・スリンガ・カバーをさらに有して成る、請求項６に記載のスクロール・デバイス。
【請求項８】
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；及び
ベアリング内への冷却液体のリークを防ぐためのメカニカル・シャフト・シール
をさらに有して成る、請求項１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項９】
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；及び
冷却液体を排出するためのドレーン
をさらに有して成る、請求項１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項１０】
スリンガをさらに有して成る、請求項１１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項１１】
アイドラー・シャフトを支持するためのベアリング；及び
スリンガ
をさらに有して成る、請求項１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項１２】
冷却液体を受けるための第二チャンネルを有して成る第二アイドラー・シャフト；
冷却液体を受けるための第三チャンネルを有して成る第三アイドラー・シャフト
をさらに有して成る、請求項１に記載のスクロール・デバイス。
【請求項１３】
チャンネルは第一方向に流れるように冷却液体を受け、前記第二チャンネル及び第三チャンネルは各々、第一方向に対して反対である第二方向に流れるように冷却液体を受ける、請求項１２に記載のスクロール・デバイス。
【請求項１４】
アイドラー・シャフトを支持するための対のベアリングをさらに有して成る、請求項１２に記載のスクロール・デバイス。
【国際調査報告】
2021504631.tif 000019