(57)【要約】【課題】ランキンサイクルの膨張機や送風機として使用した場合に高い性能を発揮可能なスクロール型流体機械を提供する。また、高い性能を発揮可能なランキンサイクル、ひいては廃熱利用装置を提供する。【解決手段】本発明のスクロール型流体機械は、可動スクロール３０が押圧ばね４６により、固定スクロール１８に向かって付勢されている。押圧ばね４６の付勢力Ｆｓは、スクロール型流体機械が送風機として機能している場合の可動スクロール３０の公転時に公転円Ｃの接線方向に作用する荷重Ｆｄ２のうち、駆動軸線Ｏｄと公転軸線Ｏｃとを接続する平面Ｌｐに直交する垂直分力Ｆｄ２ｎを超えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線に沿って延び、該回転軸線回りに回転可能な回転軸と、
固定側端板上に固定側渦巻壁が形成された固定スクロールと、
可動側端板上に可動側渦巻壁が形成され、該固定スクロールと対向して配置されることによって該固定スクロールとの間に容積変更可能な作用室を形成し、かつ該回転軸線から公転半径だけ離れた公転軸線と同心の被公転面が形成された可動スクロールと、
該回転軸に支持されて該回転軸線から偏心距離だけ離れた駆動軸線に沿って延び、該駆動軸線と同心の駆動面を有する駆動部と、
該駆動部と該可動スクロールとの間に設けられ、該駆動面と嵌合する被駆動面を有するとともに該被公転面と嵌合する公転面を有し、該駆動面と該被駆動面との嵌合によって該駆動軸線回りで回転可能に支持され、かつ該被公転面と該公転面との嵌合によって該可動スクロールとともに該公転軸線回りで該公転半径の公転円に沿って公転可能なブッシュとを備えたスクロール型流体機械において、
前記可動スクロールは、前記スクロール型流体機械が送風機として機能している場合の該可動スクロールの公転時に前記公転円の接線方向に作用する荷重のうち、前記駆動軸線と前記公転軸線とを接続する平面に直交する垂直分力を超える付勢力を有する付勢手段により、前記固定スクロールに向かって付勢されていることを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記ブッシュは、前記可動スクロールの公転運動時のアンバランスを相殺するバランサを一体に有し、
前記付勢手段は、前記回転軸と該バランサとの間に設けられている請求項１記載のスクロール型流体機械。
【請求項３】
ポンプ、ボイラ、膨張機及び凝縮器を有して作動流体を循環させるランキンサイクルにおいて、
前記膨張機は請求項１又は２記載のスクロール型流体機械であることを特徴とするランキンサイクル。
【請求項４】
請求項３記載のランキンサイクルを備えた廃熱利用装置であって、
前記スクロール型流体機械の前記回転軸を駆動可能であるとともに、該回転軸によって発電するモータジェネレータを備え、
該スクロール型流体機械と該モータジェネレータとが一体にされていることを特徴とする廃熱利用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型流体機械と、このスクロール型流体機械を備えたランキンサイクルと、このランキンサイクルを備えた廃熱利用装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の廃熱利用装置が開示されている。この廃熱利用装置は、ポンプ、ボイラ、膨張機及び凝縮器を有して作動流体を循環させるランキンサイクルを備えている。また、この廃熱利用装置は、膨張機の回転軸を駆動可能であるとともに、この回転軸によって発電するモータジェネレータを備えている。
【０００３】
膨張機としては、特許文献２記載のスクロール型流体機械が採用され得る。このスクロール型流体機械は、図６に示すように、回転軸９０、固定スクロール９１、可動スクロール９２、ピン９４、ブッシュ９５及びバランサ９６を備えている。
【０００４】
回転軸９０は回転軸線Ｏｓに沿って延びており、回転軸線Ｏｓ回りに回転可能である。固定スクロール９１は、図示しない固定側端板上に固定側渦巻壁９１ｂが形成されている。可動スクロール９２は、図示しない可動側端板上に可動側渦巻壁９２ｂが形成されている。この可動スクロール９２は、固定スクロール９１と対向して配置されることによって固定スクロール９１との間に容積変更可能な作用室９３を形成する。また、この可動スクロール９２の可動側端板には、図示しない軸受装置が設けられるボスが形成されており、ボスの円筒状の内周面は公転軸線Ｏｃと同心の被公転面とされている。回転軸線Ｏｓと公転軸線Ｏｃとは公転半径Ｒだけ離れている。
【０００５】
また、回転軸９０にはピン９４が一体に突設されている。ピン９４は駆動軸線Ｏｄに沿って延びている。回転軸線Ｏｓと駆動軸線Ｏｄとは偏心距離ｅだけ離れている。また、ピン９４の外周面は駆動軸線Ｏｄと同心の円筒状の駆動面９４ａとされている。
【０００６】
ピン９４と可動スクロール９２との間には円柱状のブッシュ９５が設けられている。このブッシュ９５はピン孔を有し、ピン孔の内周面がピン９４の駆動面９４ａと嵌合する円筒状の被駆動面９５ａとされている。また、ブッシュ９５の外周面は被公転面と軸受装置を介して嵌合する公転面９５ｂとされている。そして、ブッシュ９５は、駆動面９４ａと被駆動面９５ａとの嵌合により、駆動軸線Ｏｄ回りで回転可能に支持されている。また、ブッシュ９５は、被公転面と公転面９５ｂとの嵌合により、可動スクロール９２とともに公転軸線Ｏｃ回りで公転半径Ｒの公転円Ｃに沿って公転可能である。ブッシュ９５は可動スクロール９２の公転運動時のアンバランスを相殺するバランサ９６を一体に有し得る。
【０００７】
廃熱利用装置では、ランキンサイクルにおいて、ポンプが作動流体を圧送し、ボイラが作動流体を加熱する。また、膨張機が作動流体の膨張及び減圧を行い、凝縮器が作動流体の冷却を行う。このため、ボイラに例えば車両の廃熱を導けば、膨張機の回転軸が回転し、モータジェネレータが発電を行う。こうして、この廃熱利用装置では、廃熱に基づくエネルギーの回収が可能であるとともに、車両の廃熱を冷却することが可能である。
【０００８】
また、この廃熱利用装置では、ポンプが故障した場合、モータジェネレータによって膨張機の回転軸を駆動し、作動流体の循環を行うことが可能である。この場合、膨張機は送風機として機能することとなる。こうして、この廃熱利用装置では、ポンプの故障時における廃熱の冷却を確保可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１７４８４８号公報
【特許文献２】特開昭５６−１２９７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献２記載のスクロール型流体機械は、専ら冷媒を圧縮するための圧縮機として開発されたものであり、ランキンサイクルの膨張機や送風機として使用すると、十分な性能が得られ難い。
【００１１】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ランキンサイクルの膨張機や送風機として使用した場合に高い性能を発揮可能なスクロール型流体機械を提供することを解決すべき課題としている。また、本発明は、高い性能を発揮可能なランキンサイクル、ひいては廃熱利用装置を提供することも解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のスクロール型流体機械は、回転軸線に沿って延び、該回転軸線回りに回転可能な回転軸と、
固定側端板上に固定側渦巻壁が形成された固定スクロールと、
可動側端板上に可動側渦巻壁が形成され、該固定スクロールと対向して配置されることによって該固定スクロールとの間に容積変更可能な作用室を形成し、かつ該回転軸線から公転半径だけ離れた公転軸線と同心の被公転面が形成された可動スクロールと、
該回転軸に支持されて該回転軸線から偏心距離だけ離れた駆動軸線に沿って延び、該駆動軸線と同心の駆動面を有する駆動部と、
該駆動部と該可動スクロールとの間に設けられ、該駆動面と嵌合する被駆動面を有するとともに該被公転面と嵌合する公転面を有し、該駆動面と該被駆動面との嵌合によって該駆動軸線回りで回転可能に支持され、かつ該被公転面と該公転面との嵌合によって該可動スクロールとともに該公転軸線回りで該公転半径の公転円に沿って公転可能なブッシュとを備えたスクロール型流体機械において、
前記可動スクロールは、前記スクロール型流体機械が送風機として機能している場合の該可動スクロールの公転時に前記公転円の接線方向に作用する荷重のうち、前記駆動軸線と前記公転軸線とを接続する平面に直交する垂直分力を超える付勢力を有する付勢手段により、前記固定スクロールに向かって付勢されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１３】
発明者らは、従来のスクロール型流体機械では十分な性能が得られ難い原因を以下のように究明した。そして、この究明に基づいて、本発明のスクロール型流体機械を完成させるに至った。
【００１４】
すなわち、従来の一般的なスクロール型流体機械が廃熱利用装置におけるランキンサイクルにおいて膨張機として機能している場合、図６に示すように、作動流体が作用室９３で膨張及び減圧されるため、作用室９３が中心側から外周側に向かって容積を拡大しながら移動する。このため、可動スクロール９２が公転軸線Ｏｃ回りで公転円Ｃに沿って公転する。同時に、図７（Ａ）に示すように、ブッシュ９５も公転軸線Ｏｃ回りで公転円Ｃに沿って図中右回りに公転する。このため、回転軸９０が回転軸線Ｏｓ回りに図中右回りで回転する。回転軸９０の回転によってモータジェネレータやオルタネータが発電を行い得る。
【００１５】
この間、可動スクロール９２及びブッシュ９５には、作用室９３の反作用により、公転円Ｃの接線方向に荷重Ｆｄ１が作用する。この荷重Ｆｄ１は、図７（Ｂ）に示すように、駆動軸線Ｏｄと公転軸線Ｏｃとを接続する平面Ｌｐの方向の平行分力Ｆｄ１ｔ（＝ｅ・Ｆｄ１・ｃｏｓθ）と、平面Ｌｐに直交する平面Ｌｎの方向の垂直分力Ｆｄ１ｎ（＝ｅ・Ｆｄ１・ｓｉｎθ）とに分けられ得る。このため、ブッシュ９５は、図７（Ａ）に示すように、この垂直分力Ｆｄ１ｎが可動スクロール９２を固定スクロール９１に押し付ける付勢力になる。このため、この際には作用室９３内の作動流体に漏れは生じ難い。この場合、作動流体の圧力によって回転軸９０が効果的に回転することから、高い発電効率が発揮される。
【００１６】
しかし、このスクロール型流体機械が送風機として機能している場合、図８（Ａ）に示すように、モータ等によって回転軸９０が回転軸線Ｏｓ回りに図中右回りで駆動される。このため、ブッシュ９５が公転軸線Ｏｃ回りで公転円Ｃに沿って公転する。同時に、可動スクロール９２も公転軸線Ｏｃ回りで公転円Ｃに沿って公転する。こうして、作用室９３が中心側から外周側に向かって容積を拡大しながら移動し、作動流体が作用室９３で送風され、作動流体の循環が行われる。
【００１７】
この際、可動スクロール９２及びブッシュ９５には、図７（Ａ）とは逆方向に荷重Ｆｄ２が作用する。なお、送風機として機能する場合は、配管圧損を上回る程度の差圧（例えば０．１ＭＰａ）を発生させればよい。このときの差圧は、スクロール型流体機械が膨張機として機能しているときの差圧（例えば３ＭＰａ）に比べて小さいから、荷重Ｆｄ２の大きさは荷重Ｆｄ１よりも小さい。この荷重Ｆｄ２も、図８（Ｂ）に示すように、平面Ｌｐの方向の平行分力Ｆｄ２ｔと、平面Ｌｎの方向の垂直分力Ｆｄ２ｎとに分けられ得る。この垂直分力Ｆｄ２ｎは可動スクロール９２を固定スクロール９１から引き離す付勢力になっている。このため、この際には作用室９３内の作動流体に漏れが生じ易い。このため、従来のスクロール型流体機械では十分な性能が得られ難い。
【００１８】
一方、本発明のスクロール型流体機械は、可動スクロールが付勢手段により固定スクロールに向かって付勢されている。この付勢手段は、スクロール型流体機械が送風機として機能している場合の可動スクロールの公転時に公転円の接線方向に作用する荷重のうち、駆動軸線と公転軸線とを接続する平面に直交する垂直分力を超える付勢力を有している。
【００１９】
このため、このスクロール型流体機械では、ブッシュに対し、垂直分力と付勢手段の付勢力との合力が駆動部の回転方向と逆側に向かう方向に作用する。このため、このスクロール型流体機械が送風機として機能している場合でも、ブッシュはその合力によって可動スクロールを固定スクロールに押し付ける方向に駆動軸線回りで揺動するように付勢される。このため、この際には作用室内の作動流体に漏れが生じ難い。
【００２０】
したがって、本発明のスクロール型流体機械は、ランキンサイクルの膨張機や送風機として使用した場合に高い性能を発揮することができる。
【００２１】
付勢手段は、回転軸とブッシュとの間、駆動部とブッシュとの間、ブッシュと可動スクロールとの間等に設けられ得る。付勢手段としては、ばね、ゴム等を採用することができる。
【００２２】
ブッシュは、可動スクロールの公転運動時のアンバランスを相殺するバランサを一体に有し得る。そして、付勢手段は、回転軸とバランサとの間に設けられていることが好ましい（請求項２）。この場合、対面する回転軸とバランサとの間に容易に付勢手段を設けることができ、スクロール型流体機械の構造の簡素化を実現できる。
【００２３】
本発明のランキンサイクルは、ポンプ、ボイラ、膨張機及び凝縮器を有して作動流体を循環させるランキンサイクルにおいて、
前記膨張機は上記スクロール型流体機械であることを特徴とする（請求項３）。
【００２４】
本発明のランキンサイクルは、上記スクロール型流体機械の作用効果により、高い性能を発揮することができる。
【００２５】
本発明の廃熱利用装置は、上記ランキンサイクルを備えた廃熱利用装置であって、
前記スクロール型流体機械の前記回転軸を駆動可能であるとともに、該回転軸によって発電するモータジェネレータを備え、
該スクロール型流体機械と該モータジェネレータとが一体にされていることを特徴とする（請求項４）。
【００２６】
本発明の廃熱利用装置は、上記ランキンサイクルの作用効果により、高い性能を発揮することができる。また、本発明の廃熱利用装置は、スクロール型流体機械がモータジェネレータを発電させ、エネルギーを電力の形で回収することができるとともに、モータジェネレータによってスクロール型流体機械の回転軸を駆動し、スクロール型流体機械を容易に送風機として機能させることができる。さらに、本発明の廃熱利用装置は、スクロール型流体機械とモータジェネレータとが一体であるため、車両等への優れた搭載性を実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のスクロール型流体機械は、ランキンサイクルの膨張機や送風機として使用した場合に高い性能を発揮可能である。本発明のランキンサイクル及び廃熱利用装置は高い性能を発揮可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例の廃熱利用装置及びランキンサイクルを模式で示しつつ、実施例のスクロール型流体機械を断面で示す図である。
【図２】実施例のスクロール型流体機械の要部拡大平面図である。
【図３】実施例のスクロール型流体機械に係り、要部の説明図である。
【図４】実施例のスクロール型流体機械に係り、図（Ａ）は膨張時における要部の説明図、図（Ｂ）はベクトル図である。
【図５】実施例のスクロール型流体機械に係り、図（Ａ）は送風時における要部の説明図、図（Ｂ）はベクトル図である。
【図６】従来のスクロール型流体機械に係り、要部の説明図である。
【図７】従来のスクロール型流体機械に係り、図（Ａ）は膨張時における要部の説明図、図（Ｂ）はベクトル図である。
【図８】従来のスクロール型流体機械に係り、図（Ａ）は送風時における要部の説明図、図（Ｂ）はベクトル図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
実施例のスクロール型流体機械は、図１に示すように、フロントハウジング１２とリヤハウジング１４とからなるハウジング１０を備えている。フロントハウジング１２は、後端側が開口する有底筒状をなしている。リヤハウジング１４はフロントハウジング１２の後端側を塞ぐ蓋状をなしている。フロントハウジング１２内には、軸支部材１６が設けられているとともに、軸支部材１６の後方に固定スクロール１８が設けられている。フロントハウジング１２とリヤハウジング１４とは、軸支部材１６及び固定スクロール１８を互いに当接させた状態で収納しながら、フロントハウジング１２の後端とリヤハウジング１４の前端とが互いに突き合わされ、図示しないボルトによって相互に固定されている。フロントハウジング１２内には、軸支部材１６よりも前方に電動機室２０が形成されている。
【００３１】
フロントハウジング１２の底壁の内面中央には軸受ボス１２ａが形成され、軸受ボス１２ａには軸受装置２２が設けられている。また、軸支部材１６には軸孔１６ａが貫設されており、軸孔１６ａ内には軸受装置２４及び軸封部材２６が設けられている。回転軸２８は軸受装置２２、２４により回転可能に支持されている。すなわち、回転軸２８は、図２及び図３に示すように、回転軸線Ｏｓに沿って延びており、回転軸線Ｏｓ回りに回転可能である。
【００３２】
図１に示すように、固定スクロール１８と軸支部材１６との間に可動スクロール３０が設けられている。固定スクロール１８は、固定側端板１８ａと、この固定側端板１８ａから一体に立ち上げられた固定側渦巻壁１８ｂとを有している。固定側端板１８ａとリヤハウジング１４との間は流入室４４とされており、固定側端板１８ａの中心部分には流入室４４に連通する流入ポート１８ｃが貫設されている。リヤハウジング１４には流入室４４を外部に開く流入口１４ａ貫設されている。
【００３３】
可動スクロール３０は、可動側端板３０ａと、この可動側端板３０ａから一体に立ち上げられた可動側渦巻壁３０ｂとを有している。この可動スクロール３０は、固定スクロール１８と対向して配置されることによって固定スクロール１８との間に容積変更可能な作用室３２を形成する。軸支部材１６には電動機室２０に連通する流出ポート１６ｂが貫設されており、可動側端板３０ａの周縁の一部は最外周側の作用室３２と流出ポート１６ｂとを連通可能になっている。
【００３４】
また、この可動スクロール３０の可動側端板３０ａの裏面にはボス３０ｃが形成されている。ボス３０ｃの円筒状の内周面は公転軸線Ｏｃと同心の被公転面３０ｄとされている。図２及び図３に示すように、回転軸線Ｏｓと公転軸線Ｏｃとは公転半径Ｒだけ離れている。
【００３５】
また、図１に示すように、回転軸２８にはピン３４が一体に突設されている。ピン３４は、図２及び図３に示すように、駆動軸線Ｏｄに沿って延びている。回転軸線Ｏｓと駆動軸線Ｏｄとは偏心距離ｅだけ離れている。また、ピン３４の外周面は駆動軸線Ｏｄと同心の円筒状の駆動面３４ａとされている。
【００３６】
図１に示すように、ピン３４と可動スクロール３０との間には円柱状のブッシュ３６及び軸受装置３８が設けられている。ブッシュ３６はピン孔３６ａを有し、ピン孔３６ａの内周面がピン３４の駆動面３４ａと嵌合する円筒状の被駆動面３６ｂとされている。また、ブッシュ３６の外周面は、図２及び図３に示すように、可動スクロール３０の被公転面３０ｄと軸受装置３８を介して嵌合する公転面３６ｃとされている。そして、ブッシュ３６は、駆動面３４ａと被駆動面３６ｂとの嵌合により、駆動軸線Ｏｄ回りで回転可能に支持されている。また、ブッシュ３６は、被公転面３０ｄと軸受装置３８を介した公転面３６ｃとの嵌合により、可動スクロール３０とともに公転軸線Ｏｃ回りで公転半径Ｒの公転円Ｃに沿って公転可能である。また、ブッシュ３６は可動スクロール３０の公転運動時のアンバランスを相殺するバランサ４０を一体に有している。
【００３７】
図１に示すように、軸支部材１６の後面側には３個以上の規制孔４２ａが凹設されており、各規制孔４２ａ内にはリング４２ｂが嵌合されている。可動スクロール３０の可動側端板３０ａには、各リング４２ｂ内に突出し、各リング４２ｂの内周面を摺接するようにピン４２ｃが固定されている。各規制孔４２ａ、各リング４２ｂ及び各ピン４２ｃは、可動スクロール３０が公転のみを行い、自転をしないようにするための自転防止機構４２を構成している。
【００３８】
図２に示すように、回転軸２８の後端にばね座２８ａが形成され、バランサ４０の前端にもばね座４０ａが形成さえている。ばね座２８ａ、４０ａは駆動軸線Ｏｄと公転軸線Ｏｃとを接続する平面Ｌｐと平行である。ばね座２８ａ、４０ａ間には後述の付勢力Ｆｓを有する押圧ばね４６が設けられている。
【００３９】
ハウジング１０、軸支部材１６、回転軸２８、固定スクロール１８、可動スクロール３０、ピン３４、ブッシュ３６、バランサ４０、自転防止機構４２、押圧ばね４６等によってスクロール型流体機械５０が構成されている。
【００４０】
図１に示すように、電動機室２０内には、ステータ６２がフロントハウジング１２の内周面に固定して設けられている。ステータ６２の内側には、回転軸２８に固定されたロータ６４が設けられている。ステータ６２は図示しないバッテリに接続されている。また、フロントハウジング１１の底壁における軸受ボス１４の下方には、電動機室２０を外部に開く流出口１２ｂが貫設されている。ハウジング１０、軸支部材１５、回転軸２８、ロータ６４、ステータ６２等によってモータジェネレータ６０が構成されている。モータジェネレータ６０は、スクロール型流体機械５０の回転軸２８を駆動可能であるとともに、この回転軸２８によって発電可能である。
【００４１】
スクロール型流体機械５０及びモータジェネレータ６０は一体の装置１００とされている。この装置１００の流出口１２ｂには配管１０２を介して凝縮器１０４が接続されている。凝縮器１０４には配管１０６を介してポンプ１０８が接続されている。ポンプ１０８には配管１１０を介してボイラ１１２が接続されている。ボイラ１１２は配管１１４を介して装置１００の流入口１４ａに接続されている。配管１０２等の内部には作動流体としての冷媒が充填されている。これら装置１００、凝縮器１０４、ポンプ１０８、ボイラ１１２、配管１０２、１０６、１１０、１１４等によってランキンサイクル２００が構成されている。
【００４２】
凝縮器１０４には冷媒を空冷するためのファン３０２が設けられている。また、ボイラ１１２には、例えば車両のエンジンを冷却するための冷却水が流通する配管３０４が接続されている。これらランキンサイクル２００、ファン３０２、配管３０４等によって廃熱利用装置が構成されている。
【００４３】
この廃熱利用装置では、ランキンサイクル２００において、ポンプ１０８が冷媒を圧送し、ボイラ１１２はエンジンの冷却水によって冷媒を加熱する。また、装置１００が冷媒の膨張及び減圧を行い、凝縮器１０４が冷媒の冷却を行う。
【００４４】
この間、スクロール型流体機械５０は、膨張機として機能する。この場合、ボイラ１１２によって加熱された冷媒は流入口１４ａから流入室４４に流入し、流入ポート１８ｃから中心側の作用室３２に流入する。この冷媒は、高圧であるため、図３に示すように、作用室３２で膨張及び減圧され、作用室３２が中心側から外周側に向かって容積を拡大しながら移動する。このため、可動スクロール３０が公転軸線Ｏｃ回りで公転円Ｃに沿って公転する。同時に、図４（Ａ）に示すように、ブッシュ３６も公転軸線Ｏｃ回りで公転円Ｃに沿って公転する。このため、回転軸２８が回転軸線Ｏｓ回りに図中右回りで回転する。回転軸２８の回転によってモータジェネレータ６０のロータ６４がステータ６２内で回転し、発電が行われる。
【００４５】
この際、可動スクロール３０及びブッシュ３６には、作用室３２の反作用により、公転円Ｃの接線方向に荷重Ｆｄ１が作用する。この荷重Ｆｄ１は、図４（Ｂ）に示すように、駆動軸線Ｏｄと公転軸線Ｏｃとを接続する平面Ｌｐの方向の平行分力Ｆｄ１ｔ（＝ｅ・Ｆｄ１・ｃｏｓθ）と、平面Ｌｐに直交する平面Ｌｎの方向の垂直分力Ｆｄ１ｎ（＝ｅ・Ｆｄ１・ｓｉｎθ）とに分けられ得る。
【００４６】
また、このスクロール型流体機械５０は、可動スクロール３０が押圧ばね４６により固定スクロール１８に向かって付勢されている。この押圧ばね４６は、ばね座２８ａ、４０ａが平面Ｌｐと平行であることから、平面Ｌｎの方向に公転軸線Ｏｃに対して付勢力Ｆｓを付与する。付勢力Ｆｓは、図４（Ｂ）に示すように、垂直分力Ｆｄ１ｎより大きい。
【００４７】
このため、公転軸線Ｏｃには、垂直分力Ｆｄ１ｎと押圧ばね４６の付勢力Ｆｓとの合力Ｇがピン３４の回転方向と逆側に向かう方向に作用する。つまり、合力Ｇが可動スクロール３０を固定スクロール１８に押し付ける付勢力になる。このため、この際には作用室３２内の冷媒に漏れは生じ難い。
【００４８】
このため、図１に示すボイラ１１２がエンジンの冷却水によって冷媒を加熱することに起因して、冷媒の圧力によって回転軸２８が効果的に回転する。このため、モータジェネレータ６０において、高い発電効率が発揮される。こうして、この廃熱利用装置では、廃熱に基づくエネルギーの回収を効果的に行うことができる。また、ボイラ１１２はエンジンの冷却水を冷却し、エンジンを高性能に維持する。
【００４９】
また、ポンプ１０８が故障した場合、装置１００では、モータジェネレータ６０によって回転軸２８を駆動する。これにより、図５（Ａ）に示すように、回転軸２８が回転軸線Ｏｓ回りに図中右回りで駆動される。このため、ブッシュ３６が公転軸線Ｏｃ回りで公転円Ｃに沿って公転する。同時に、可動スクロール３０も公転軸線Ｏｃ回りで公転円Ｃに沿って公転する。こうして、作用室３２が中心側から外周側に向かって容積を拡大しながら移動し、冷媒が作用室３２で送風され、冷媒の循環が行われる。この場合、スクロール型流体機械５０は送風機として機能する。こうして、この廃熱利用装置では、ポンプ１０８の故障時におけるエンジンの冷却を確保可能としている。
【００５０】
この際、ピン３４には反作用として荷重Ｆｅ２が作用する。このため、可動スクロール３０及びブッシュ３６には、図４（Ａ）とは逆方向に荷重Ｆｄ２が作用する。なお、送風機として機能する場合は、配管圧損を上回る程度の差圧（例えば０．１ＭＰａ）を発生させればよい。このときの差圧は、スクロール型流体機械５０が膨張機として機能しているときの差圧（例えば３ＭＰａ）に比べて小さいから、荷重Ｆｄ２の大きさは荷重Ｆｄ１よりも小さい。この荷重Ｆｄ２も、図５（Ｂ）に示すように、平面Ｌｐの方向の平行分力Ｆｄ２ｔと、平面Ｌｎの方向の垂直分力Ｆｄ２ｎとに分けられ得る。また、このスクロール型流体機械５０では、可動スクロール３０が押圧ばね４６の付勢力Ｆｓにより固定スクロール１８に向かって付勢されている。
【００５１】
付勢力Ｆｓは垂直分力Ｆｄ２ｎより大きいことから、ブッシュ３６に対し、垂直分力Ｆｄ２ｎと押圧ばね４６の付勢力Ｆｓとの合力Ｇがピン３４の回転方向と逆側に向かう方向に作用する。このため、このスクロール型流体機械５０が送風機として機能している場合でも、合力Ｇは可動スクロール３０を固定スクロール１８に押し付ける方向に付勢される。このため、この際には作用室３２内の冷媒に漏れが生じ難い。
【００５２】
したがって、実施例のスクロール型流体機械５０は、ランキンサイクル２００の膨張機や送風機として使用した場合に高い性能を発揮することができる。そして、実施例のランキンサイクル２００は、上記スクロール型流体機械５０の作用効果により、高い性能を発揮することができる。
【００５３】
また、このスクロール型流体機械５０では、ブッシュ３６がバランサ４０を一体に有し、回転軸２８とバランサ４０との間に押圧ばね４６が設けられている。このため、対面する回転軸２８とバランサ４０との間に容易に押圧ばね４６を設けることができ、スクロール型流体機械５０の構造の簡素化を実現できる。
【００５４】
また、実施例の廃熱利用装置は、上記ランキンサイクル２００の作用効果により、高い性能を発揮することができる。また、実施例の廃熱利用装置は、スクロール型流体機械５０がモータジェネレータ６０を発電させ、エネルギーを電力の形で回収することができるとともに、モータジェネレータ６０によってスクロール型流体機械５０の回転軸２８を駆動し、スクロール型流体機械５０を容易に送風機として機能させることができる。さらに、実施例の廃熱利用装置は、スクロール型流体機械５０とモータジェネレータ６０とが一体であるため、車両への優れた搭載性を実現することができる。
【００５５】
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００５６】
例えば、ボイラ１１２の熱源としては、エンジンの冷却水に限られず、過給器を経た加圧空気、エンジンに供給される前の還流排気等を採用することができる。
【００５７】
また、駆動部は、回転軸に形成されてブッシュのピン孔に嵌合するピンに限られず、ブッシュに形成されて回転軸のピン孔に嵌合するピンであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は車両等に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｏｓ…回転軸線
２８…回転軸
１８ａ…固定側端板
１８ｂ…固定側渦巻壁
１８…固定スクロール
３０ａ…可動側端板
３０ｂ…可動側渦巻壁
３２…作用室
Ｒ…公転半径
Ｏｃ…公転軸線
３０ｄ…被公転面
３０…可動スクロール
ｅ…偏心距離
Ｏｄ…駆動軸線
３４ａ…駆動面
３４…駆動部（ピン）
３６ｂ…被駆動面
３６ｃ…公転面
Ｃ…公転円
３６…ブッシュ
５０…スクロール型流体機械
Ｆｄ１、Ｆｄ２…可動スクロールの公転時に公転円の接線方向に作用する荷重
Ｌｐ…駆動軸線と公転軸線とを接続する平面
Ｆｄ１ｎ、Ｆｄ２ｎ…垂直分力
Ｆｓ…付勢力
４６…付勢手段（押圧ばね）
４０…バランサ
１０８…ポンプ
１１２…ボイラ
１００…膨張機、送風機（装置）
１０４…凝縮器
２００…ランキンサイクル
６０…モータジェネレータ
【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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