[go: up one dir, main page]

JP2013144949A - Scroll type fluid machinery, rankine cycle and waste heat utilizing apparatus - Google Patents

Scroll type fluid machinery, rankine cycle and waste heat utilizing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2013144949A
JP2013144949A JP2012005681A JP2012005681A JP2013144949A JP 2013144949 A JP2013144949 A JP 2013144949A JP 2012005681 A JP2012005681 A JP 2012005681A JP 2012005681 A JP2012005681 A JP 2012005681A JP 2013144949 A JP2013144949 A JP 2013144949A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scroll
type fluid
revolution
fluid machine
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012005681A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidefumi Mori
英文 森
Masao Iguchi
雅夫 井口
Fuminobu Enoshima
史修 榎島
Fumihiko Ishiguro
文彦 石黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2012005681A priority Critical patent/JP2013144949A/en
Publication of JP2013144949A publication Critical patent/JP2013144949A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scroll type fluid machinery that can exhibit a high performance when being used as an expander of a Rankine cycle and a blower, and to provide Rankine cycle that can exhibit a high performance and to provide a waste heat utilizing apparatus.SOLUTION: In the scroll type fluid machinery, a movable scroll 30 is biased toward a stationary scroll 18 by a pushing spring 46. A biasing force Fof the pushing spring 46 exceeds a vertical component force Fd2n of a load Fd2 acting in the tangential direction of a revolution circle C along which the movable scroll 30 revolves when the scroll type fluid machinery functions as a blower, the vertical component force Fd2n being perpendicular to a flat surface Lp connecting a driving axial line Od and a revolution axial line Oc.

Description

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。   The present invention relates to a scroll type fluid machine, a Rankine cycle including the scroll type fluid machine, and a waste heat utilization apparatus including the Rankine cycle.

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。   Patent Document 1 discloses a conventional waste heat utilization device. This waste heat utilization apparatus includes a Rankine cycle that includes a pump, a boiler, an expander, and a condenser and circulates a working fluid. In addition, the waste heat utilization device can drive the rotating shaft of the expander and includes a motor generator that generates electric power using the rotating shaft.

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。   As the expander, a scroll type fluid machine described in Patent Document 2 can be adopted. As shown in FIG. 6, the scroll type fluid machine includes a rotating shaft 90, a fixed scroll 91, a movable scroll 92, a pin 94, a bush 95, and a balancer 96.

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。   The rotation shaft 90 extends along the rotation axis Os and can rotate around the rotation axis Os. The fixed scroll 91 has a fixed spiral wall 91b formed on a fixed end plate (not shown). The movable scroll 92 has a movable spiral wall 92b formed on a movable end plate (not shown). The movable scroll 92 is disposed so as to face the fixed scroll 91, thereby forming a working chamber 93 whose volume can be changed between the movable scroll 92 and the fixed scroll 91. A boss provided with a bearing device (not shown) is formed on the movable side end plate of the movable scroll 92, and the cylindrical inner peripheral surface of the boss is a revolving surface concentric with the revolution axis Oc. . The rotation axis Os and the revolution axis Oc are separated by the revolution radius R.

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。   Further, a pin 94 is integrally projected on the rotating shaft 90. The pin 94 extends along the drive axis Od. The rotation axis Os and the drive axis Od are separated by an eccentric distance e. The outer peripheral surface of the pin 94 is a cylindrical driving surface 94a concentric with the driving axis Od.

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。   A cylindrical bush 95 is provided between the pin 94 and the movable scroll 92. The bush 95 has a pin hole, and the inner peripheral surface of the pin hole is a cylindrical driven surface 95 a that fits with the driving surface 94 a of the pin 94. Further, the outer peripheral surface of the bush 95 is a revolving surface 95b that fits with the revolving surface via a bearing device. The bush 95 is supported so as to be rotatable around the drive axis Od by fitting the drive surface 94a and the driven surface 95a. The bush 95 can revolve along the revolution circle C having the revolution radius R around the revolution axis Oc together with the movable scroll 92 by fitting the revolution surface and the revolution surface 95b. The bush 95 may integrally include a balancer 96 that cancels out imbalance during the revolving motion of the movable scroll 92.

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。   In the waste heat utilization apparatus, in the Rankine cycle, the pump pumps the working fluid and the boiler heats the working fluid. The expander expands and depressurizes the working fluid, and the condenser cools the working fluid. For this reason, if, for example, the waste heat of the vehicle is introduced into the boiler, the rotating shaft of the expander rotates and the motor generator generates power. Thus, with this waste heat utilization device, it is possible to recover energy based on waste heat and cool the waste heat of the vehicle.

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。   Further, in this waste heat utilization device, when the pump fails, the rotating shaft of the expander can be driven by the motor generator to circulate the working fluid. In this case, the expander functions as a blower. Thus, in this waste heat utilization apparatus, it is possible to ensure cooling of the waste heat at the time of pump failure.

特開2010−174848号公報JP 2010-174848 A 特開昭56−129791号公報Japanese Patent Laid-Open No. 56-129791

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。   However, the scroll type fluid machine described in Patent Document 2 has been developed exclusively as a compressor for compressing a refrigerant. When used as an expander or blower of Rankine cycle, it is difficult to obtain sufficient performance.

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。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and it is a problem to be solved to provide a scroll type fluid machine that can exhibit high performance when used as an expander or blower of Rankine cycle. Yes. Moreover, this invention also makes it the subject which should be solved to provide the Rankine cycle which can exhibit high performance, and also a waste-heat utilization apparatus.

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)。
The scroll type fluid machine of the present invention includes a rotation shaft that extends along the rotation axis and is rotatable about the rotation axis.
A fixed scroll having a fixed spiral wall formed on the fixed end plate;
A movable-side spiral wall is formed on the movable-side end plate, and a working chamber whose volume can be changed is formed between the movable scroll and the fixed scroll, and a revolving radius from the rotation axis A movable scroll formed with a revolving surface concentric with a revolving axis separated by a distance,
A drive unit that is supported by the rotary shaft and extends along a drive axis that is separated from the rotary axis by an eccentric distance, and has a drive surface concentric with the drive axis;
A driving surface provided between the driving unit and the movable scroll, and having a driven surface that fits the driving surface and a revolving surface that fits the revolving surface; the driving surface and the driven surface; And can be revolved along the revolution circle of the revolution radius around the revolution axis together with the movable scroll by fitting between the revolving surface and the revolution surface. In a scroll type fluid machine having a bush,
The movable scroll is a plane that connects the drive axis and the revolution axis among loads acting in the tangential direction of the revolution circle when the scroll is revolving when the scroll fluid machine functions as a blower. It is urged toward the fixed scroll by an urging means having an urging force exceeding a vertical component force orthogonal to (Claim 1).

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。   The inventors have investigated the reason why it is difficult to obtain sufficient performance with the conventional scroll type fluid machine as follows. And based on this investigation, it came to complete the scroll type fluid machine of this invention.

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。   That is, when the conventional general scroll type fluid machine functions as an expander in the Rankine cycle in the waste heat utilization apparatus, the working fluid is expanded and depressurized in the working chamber 93 as shown in FIG. The working chamber 93 moves from the center side toward the outer periphery side while increasing the volume. For this reason, the movable scroll 92 revolves along the revolution circle C around the revolution axis Oc. At the same time, as shown in FIG. 7A, the bush 95 revolves around the revolution axis Oc along the revolution circle C clockwise in the figure. For this reason, the rotating shaft 90 rotates around the rotation axis Os clockwise in the figure. The motor generator and the alternator can generate power by the rotation of the rotating shaft 90.

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。   During this time, the load Fd1 acts on the movable scroll 92 and the bush 95 in the tangential direction of the revolution circle C by the reaction of the action chamber 93. As shown in FIG. 7B, the load Fd1 is orthogonal to the parallel component force Fd1t (= e · Fd1 · cos θ) in the direction of the plane Lp connecting the drive axis Od and the revolution axis Oc, and the plane Lp. It can be divided into vertical component force Fd1n (= e · Fd1 · sin θ) in the direction of the plane Ln. For this reason, as shown in FIG. 7A, the vertical component force Fd1n of the bush 95 becomes a biasing force that presses the movable scroll 92 against the fixed scroll 91. For this reason, at this time, the working fluid in the working chamber 93 hardly leaks. In this case, since the rotating shaft 90 is effectively rotated by the pressure of the working fluid, high power generation efficiency is exhibited.

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。   However, when this scroll type fluid machine functions as a blower, as shown in FIG. 8A, the rotation shaft 90 is driven clockwise around the rotation axis Os by a motor or the like. For this reason, the bush 95 revolves along the revolution circle C around the revolution axis Oc. At the same time, the movable scroll 92 revolves along the revolution circle C around the revolution axis Oc. Thus, the working chamber 93 moves from the center side toward the outer peripheral side while expanding its volume, and the working fluid is blown in the working chamber 93, whereby the working fluid is circulated.

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。   At this time, a load Fd2 acts on the movable scroll 92 and the bush 95 in the direction opposite to that shown in FIG. In the case of functioning as a blower, a differential pressure (for example, 0.1 MPa) that exceeds the piping pressure loss may be generated. Since the differential pressure at this time is smaller than the differential pressure (for example, 3 MPa) when the scroll type fluid machine functions as an expander, the magnitude of the load Fd2 is smaller than the load Fd1. This load Fd2 can also be divided into a parallel component force Fd2t in the direction of the plane Lp and a vertical component force Fd2n in the direction of the plane Ln, as shown in FIG. 8B. The vertical component force Fd2n is an urging force for pulling the movable scroll 92 away from the fixed scroll 91. For this reason, at this time, the working fluid in the working chamber 93 is likely to leak. For this reason, it is difficult to obtain sufficient performance with the conventional scroll type fluid machine.

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。   On the other hand, in the scroll type fluid machine of the present invention, the movable scroll is urged toward the fixed scroll by the urging means. This urging means is a vertical perpendicular to the plane connecting the drive axis and the revolution axis among the loads acting in the tangential direction of the revolution circle at the time of revolution of the movable scroll when the scroll type fluid machine functions as a blower. Has an urging force exceeding the component force.

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。   For this reason, in this scroll type fluid machine, the resultant force of the vertical component force and the urging force of the urging means acts on the bush in the direction opposite to the rotation direction of the drive unit. For this reason, even when this scroll type fluid machine functions as a blower, the bush is biased by the resultant force so as to swing around the drive axis in the direction of pressing the movable scroll against the fixed scroll. For this reason, at this time, it is difficult for the working fluid in the working chamber to leak.

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。   Therefore, the scroll type fluid machine of the present invention can exhibit high performance when used as an expander or blower of Rankine cycle.

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。   The urging means can be provided between the rotating shaft and the bush, between the drive unit and the bush, between the bush and the movable scroll, or the like. As the biasing means, a spring, rubber or the like can be employed.

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。   The bush may integrally have a balancer that cancels out the imbalance during the revolving motion of the movable scroll. The biasing means is preferably provided between the rotating shaft and the balancer. In this case, the biasing means can be easily provided between the rotating shaft and the balancer facing each other, and the structure of the scroll type fluid machine can be simplified.

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)。
The Rankine cycle of the present invention includes a pump, a boiler, an expander, and a condenser, and circulates a working fluid.
The expander is the scroll type fluid machine (claim 3).

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。   The Rankine cycle of this invention can exhibit high performance by the effect of the said scroll type fluid machine.

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)。
The waste heat utilization apparatus of the present invention is a waste heat utilization apparatus provided with the Rankine cycle,
A motor generator capable of driving the rotating shaft of the scroll type fluid machine and generating electric power by the rotating shaft;
The scroll fluid machine and the motor generator are integrated with each other (claim 4).

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。   The waste heat utilization apparatus of this invention can exhibit high performance by the effect of the Rankine cycle. Further, the waste heat utilization apparatus of the present invention is capable of generating electric power by a scroll-type fluid machine and recovering energy in the form of electric power, driving a rotating shaft of the scroll-type fluid machine by the motor generator, and scrolling. The mold fluid machine can easily function as a blower. Furthermore, since the scroll-type fluid machine and the motor generator are integrated, the waste heat utilization apparatus of the present invention can realize excellent mountability on a vehicle or the like.

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。   The scroll type fluid machine of the present invention can exhibit high performance when used as an expander or blower of Rankine cycle. The Rankine cycle and waste heat utilization apparatus of the present invention can exhibit high performance.

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。It is a figure which shows the scroll type fluid machine of an Example by a cross section, showing the waste-heat utilization apparatus and Rankine cycle of an Example typically. 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。It is a principal part enlarged plan view of the scroll type fluid machine of an Example. 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。It is explanatory drawing of the principal part in connection with the scroll type fluid machine of an Example. 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。FIG. 4A is an explanatory diagram of a main part at the time of expansion, and FIG. 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。FIG. 4A is an explanatory diagram of a main part during blowing, and FIG. 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。It is explanatory drawing of the principal part in connection with the conventional scroll type fluid machine. 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。FIG. 1A is an explanatory diagram of a main part during expansion, and FIG. 1B is a vector diagram in relation to a conventional scroll type fluid machine. 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。FIG. 1A is an explanatory diagram of a main part during blowing and FIG. 1B is a vector diagram relating to a conventional scroll type fluid machine.

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。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

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。   As shown in FIG. 1, the scroll type fluid machine of the embodiment includes a housing 10 including a front housing 12 and a rear housing 14. The front housing 12 has a bottomed cylindrical shape with an open rear end. The rear housing 14 has a lid shape that closes the rear end side of the front housing 12. A shaft support member 16 is provided in the front housing 12, and a fixed scroll 18 is provided behind the shaft support member 16. The front housing 12 and the rear housing 14 are housed in a state in which the shaft support member 16 and the fixed scroll 18 are in contact with each other, and the rear end of the front housing 12 and the front end of the rear housing 14 are abutted with each other, not shown. They are fixed to each other by bolts. An electric motor chamber 20 is formed in the front housing 12 in front of the shaft support member 16.

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。   A bearing boss 12a is formed in the center of the inner surface of the bottom wall of the front housing 12, and a bearing device 22 is provided on the bearing boss 12a. Further, the shaft support member 16 is provided with a shaft hole 16a, and a bearing device 24 and a shaft seal member 26 are provided in the shaft hole 16a. The rotary shaft 28 is rotatably supported by the bearing devices 22 and 24. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the rotation shaft 28 extends along the rotation axis Os and can rotate around the rotation axis Os.

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。   As shown in FIG. 1, a movable scroll 30 is provided between the fixed scroll 18 and the shaft support member 16. The fixed scroll 18 includes a fixed side end plate 18a and a fixed side spiral wall 18b raised integrally from the fixed side end plate 18a. An inflow chamber 44 is formed between the fixed side end plate 18a and the rear housing 14, and an inflow port 18c communicating with the inflow chamber 44 is provided through a central portion of the fixed side end plate 18a. The rear housing 14 is provided with an inflow port 14a that opens the inflow chamber 44 to the outside.

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。   The movable scroll 30 includes a movable side end plate 30a and a movable side spiral wall 30b raised up integrally from the movable side end plate 30a. The movable scroll 30 is disposed so as to face the fixed scroll 18, thereby forming a working chamber 32 whose volume can be changed between the movable scroll 30 and the fixed scroll 18. The shaft support member 16 is provided with an outflow port 16b communicating with the electric motor chamber 20, and a part of the periphery of the movable side end plate 30a can communicate with the outermost working chamber 32 and the outflow port 16b. ing.

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。   A boss 30 c is formed on the back surface of the movable side end plate 30 a of the movable scroll 30. The cylindrical inner peripheral surface of the boss 30c is a revolution surface 30d concentric with the revolution axis Oc. As shown in FIGS. 2 and 3, the rotation axis Os and the revolution axis Oc are separated by the revolution radius R.

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。   Further, as shown in FIG. 1, a pin 34 is integrally projected on the rotary shaft 28. As shown in FIGS. 2 and 3, the pin 34 extends along the drive axis Od. The rotation axis Os and the drive axis Od are separated by an eccentric distance e. The outer peripheral surface of the pin 34 is a cylindrical drive surface 34a concentric with the drive axis Od.

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。   As shown in FIG. 1, a cylindrical bush 36 and a bearing device 38 are provided between the pin 34 and the movable scroll 30. The bush 36 has a pin hole 36 a, and the inner peripheral surface of the pin hole 36 a is a cylindrical driven surface 36 b that fits with the drive surface 34 a of the pin 34. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the outer peripheral surface of the bush 36 is a revolution surface 36 c that fits with the revolution surface 30 d of the movable scroll 30 via the bearing device 38. The bush 36 is rotatably supported around the drive axis Od by fitting the drive surface 34a and the driven surface 36b. The bush 36 can revolve along the revolution circle C having the revolution radius R around the revolution axis Oc together with the movable scroll 30 by fitting the revolution surface 30d and the revolution surface 36c via the bearing device 38. Further, the bush 36 integrally has a balancer 40 that cancels an unbalance during the revolving motion of the movable scroll 30.

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。   As shown in FIG. 1, three or more restricting holes 42a are recessed in the rear surface side of the shaft support member 16, and a ring 42b is fitted in each restricting hole 42a. A pin 42c is fixed to the movable side end plate 30a of the movable scroll 30 so as to protrude into each ring 42b and to slidably contact the inner peripheral surface of each ring 42b. Each regulation hole 42a, each ring 42b, and each pin 42c constitutes a rotation prevention mechanism 42 that prevents the movable scroll 30 from rotating and rotating only.

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。   As shown in FIG. 2, a spring seat 28 a is formed at the rear end of the rotating shaft 28, and the spring seat 40 a is even formed at the front end of the balancer 40. The spring seats 28a and 40a are parallel to a plane Lp that connects the drive axis Od and the revolution axis Oc. A pressing spring 46 having an urging force Fs described later is provided between the spring seats 28a and 40a.

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。   The scroll fluid machine 50 is constituted by the housing 10, the shaft support member 16, the rotary shaft 28, the fixed scroll 18, the movable scroll 30, the pin 34, the bush 36, the balancer 40, the rotation prevention mechanism 42, the pressing spring 46, and the like.

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。   As shown in FIG. 1, a stator 62 is fixed to the inner peripheral surface of the front housing 12 in the motor chamber 20. A rotor 64 fixed to the rotating shaft 28 is provided inside the stator 62. The stator 62 is connected to a battery (not shown). An outlet 12b that opens the electric motor chamber 20 to the outside is provided through the bottom wall of the front housing 11 below the bearing boss 14. The motor generator 60 is constituted by the housing 10, the shaft support member 15, the rotating shaft 28, the rotor 64, the stator 62, and the like. The motor generator 60 can drive the rotary shaft 28 of the scroll type fluid machine 50 and can generate electric power with the rotary shaft 28.

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。   The scroll fluid machine 50 and the motor generator 60 are integrated into a single device 100. A condenser 104 is connected to the outlet 12 b of the apparatus 100 via a pipe 102. A pump 108 is connected to the condenser 104 via a pipe 106. A boiler 112 is connected to the pump 108 via a pipe 110. The boiler 112 is connected to the inlet 14a of the apparatus 100 through a pipe 114. The piping 102 and the like are filled with a refrigerant as a working fluid. A Rankine cycle 200 is configured by the device 100, the condenser 104, the pump 108, the boiler 112, the pipes 102, 106, 110, 114, and the like.

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。   The condenser 104 is provided with a fan 302 for air-cooling the refrigerant. The boiler 112 is connected to a pipe 304 through which, for example, cooling water for cooling the engine of the vehicle flows. The Rankine cycle 200, the fan 302, the pipe 304, and the like constitute a waste heat utilization device.

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。   In this waste heat utilization apparatus, in the Rankine cycle 200, the pump 108 pumps the refrigerant, and the boiler 112 heats the refrigerant with engine cooling water. Further, the apparatus 100 performs expansion and decompression of the refrigerant, and the condenser 104 cools the refrigerant.

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。   During this time, the scroll fluid machine 50 functions as an expander. In this case, the refrigerant heated by the boiler 112 flows into the inflow chamber 44 from the inflow port 14a and flows into the working chamber 32 on the center side from the inflow port 18c. Since this refrigerant has a high pressure, as shown in FIG. 3, the refrigerant is expanded and depressurized in the working chamber 32, and the working chamber 32 moves while increasing its volume from the center side toward the outer peripheral side. For this reason, the movable scroll 30 revolves along the revolution circle C around the revolution axis Oc. At the same time, as shown in FIG. 4A, the bush 36 revolves along the revolution circle C around the revolution axis Oc. For this reason, the rotating shaft 28 rotates in the clockwise direction in the drawing around the rotating axis Os. The rotor 64 of the motor generator 60 rotates in the stator 62 by the rotation of the rotating shaft 28, and power generation is performed.

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。   At this time, the load Fd1 acts on the movable scroll 30 and the bush 36 in the tangential direction of the revolution circle C by the reaction of the working chamber 32. As shown in FIG. 4B, the load Fd1 is orthogonal to the parallel component force Fd1t (= e · Fd1 · cos θ) in the direction of the plane Lp connecting the drive axis Od and the revolution axis Oc, and the plane Lp. It can be divided into vertical component force Fd1n (= e · Fd1 · sin θ) in the direction of the plane Ln.

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。   In the scroll type fluid machine 50, the movable scroll 30 is urged toward the fixed scroll 18 by the pressing spring 46. Since the spring seats 28a and 40a are parallel to the plane Lp, the pressing spring 46 applies an urging force Fs to the revolution axis Oc in the direction of the plane Ln. The urging force Fs is larger than the vertical component force Fd1n as shown in FIG.

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。   For this reason, the resultant force G of the vertical component force Fd1n and the urging force Fs of the pressing spring 46 acts on the revolution axis Oc in a direction opposite to the rotation direction of the pin 34. That is, the resultant force G becomes a biasing force that presses the movable scroll 30 against the fixed scroll 18. For this reason, at this time, the refrigerant in the working chamber 32 hardly leaks.

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。   For this reason, due to the boiler 112 shown in FIG. 1 heating the refrigerant by the cooling water of the engine, the rotary shaft 28 is effectively rotated by the pressure of the refrigerant. Therefore, high power generation efficiency is exhibited in motor generator 60. Thus, in this waste heat utilization apparatus, energy recovery based on waste heat can be effectively performed. Further, the boiler 112 cools the cooling water of the engine and maintains the engine with high performance.

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。   When the pump 108 fails, the apparatus 100 drives the rotating shaft 28 by the motor generator 60. As a result, as shown in FIG. 5A, the rotation shaft 28 is driven clockwise around the rotation axis Os in the drawing. For this reason, the bush 36 revolves along the revolution circle C around the revolution axis Oc. At the same time, the movable scroll 30 revolves along the revolution circle C around the revolution axis Oc. In this way, the working chamber 32 moves while increasing its volume from the center side toward the outer peripheral side, the refrigerant is blown in the working chamber 32, and the refrigerant is circulated. In this case, the scroll type fluid machine 50 functions as a blower. Thus, in this waste heat utilization apparatus, it is possible to ensure cooling of the engine when the pump 108 fails.

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。   At this time, the load Fe2 acts on the pin 34 as a reaction. For this reason, the load Fd2 acts on the movable scroll 30 and the bush 36 in the direction opposite to that shown in FIG. In the case of functioning as a blower, a differential pressure (for example, 0.1 MPa) that exceeds the piping pressure loss may be generated. Since the differential pressure at this time is smaller than the differential pressure (for example, 3 MPa) when the scroll type fluid machine 50 functions as an expander, the magnitude of the load Fd2 is smaller than the load Fd1. This load Fd2 can also be divided into a parallel component force Fd2t in the direction of the plane Lp and a vertical component force Fd2n in the direction of the plane Ln, as shown in FIG. In this scroll type fluid machine 50, the movable scroll 30 is urged toward the fixed scroll 18 by the urging force Fs of the pressing spring 46.

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。   Since the urging force Fs is larger than the vertical component force Fd2n, the resultant force G of the vertical component force Fd2n and the urging force Fs of the pressing spring 46 acts on the bush 36 in the direction opposite to the rotation direction of the pin 34. For this reason, even when the scroll fluid machine 50 functions as a blower, the resultant force G is urged in a direction in which the movable scroll 30 is pressed against the fixed scroll 18. For this reason, at this time, it is difficult for the refrigerant in the working chamber 32 to leak.

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。   Therefore, the scroll type fluid machine 50 according to the embodiment can exhibit high performance when used as an expander or blower of the Rankine cycle 200. And the Rankine cycle 200 of an Example can exhibit high performance with the effect of the said scroll type fluid machine 50. FIG.

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。   In this scroll type fluid machine 50, the bush 36 has a balancer 40 integrally, and a pressing spring 46 is provided between the rotary shaft 28 and the balancer 40. For this reason, the pressing spring 46 can be easily provided between the rotating shaft 28 and the balancer 40 facing each other, and the structure of the scroll type fluid machine 50 can be simplified.

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。   Moreover, the waste heat utilization apparatus of an Example can exhibit high performance with the effect of the said Rankine cycle 200. FIG. Further, in the waste heat utilization apparatus of the embodiment, the scroll fluid machine 50 can generate the motor generator 60 to recover the energy in the form of electric power, and the rotation shaft 28 of the scroll fluid machine 50 can be recovered by the motor generator 60. And the scroll type fluid machine 50 can easily function as a blower. Furthermore, since the scroll type fluid machine 50 and the motor generator 60 are integrated in the waste heat utilization apparatus of the embodiment, it is possible to realize excellent mountability on a vehicle.

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。   While the present invention has been described with reference to the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be appropriately modified and applied without departing from the spirit thereof.

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。   For example, the heat source of the boiler 112 is not limited to engine cooling water, and pressurized air that has passed through a supercharger, reflux exhaust before being supplied to the engine, or the like can be employed.

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。   The drive unit is not limited to a pin that is formed on the rotating shaft and fits into the pin hole of the bush, but may be a pin that is formed on the bush and fits into the pin hole of the rotating shaft.

本発明は車両等に利用可能である。   The present invention is applicable to vehicles and the like.

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
Os ... rotation axis 28 ... rotation shaft 18a ... fixed side end plate 18b ... fixed side spiral wall 18 ... fixed scroll 30a ... movable side end plate 30b ... movable side spiral wall 32 ... working chamber R ... revolution radius Oc ... revolution axis 30d ... Revolved surface 30 ... movable scroll e ... eccentric distance Od ... drive axis 34a ... drive surface 34 ... drive unit (pin)
36b ... Drive surface 36c ... Revolution surface C ... Revolution circle 36 ... Bush 50 ... Scroll type fluid machine Fd1, Fd2 ... Load acting in the tangential direction of the revolution circle during the revolution of the movable scroll Lp ... Connect the drive axis to the revolution axis Flat surface Fd1n, Fd2n ... Vertical component force Fs ... Biasing force 46 ... Biasing means (pressing spring)
40 ... balancer 108 ... pump 112 ... boiler 100 ... expander, blower (device)
104 ... Condenser 200 ... Rankine cycle 60 ... Motor generator

Claims (4)

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。
A rotation axis extending along the rotation axis and rotatable about the rotation axis;
A fixed scroll having a fixed spiral wall formed on the fixed end plate;
A movable-side spiral wall is formed on the movable-side end plate, and a working chamber whose volume can be changed is formed between the movable scroll and the fixed scroll, and a revolving radius from the rotation axis A movable scroll formed with a revolving surface concentric with a revolving axis separated by a distance,
A drive unit that is supported by the rotary shaft and extends along a drive axis that is separated from the rotary axis by an eccentric distance, and has a drive surface concentric with the drive axis;
A driving surface provided between the driving unit and the movable scroll, and having a driven surface that fits the driving surface and a revolving surface that fits the revolving surface; the driving surface and the driven surface; And can be revolved along the revolution circle of the revolution radius around the revolution axis together with the movable scroll by fitting between the revolving surface and the revolution surface. In a scroll type fluid machine having a bush,
The movable scroll is a plane that connects the drive axis and the revolution axis among loads acting in the tangential direction of the revolution circle when the scroll is revolving when the scroll fluid machine functions as a blower. A scroll type fluid machine that is biased toward the fixed scroll by a biasing means having a biasing force exceeding a vertical component force orthogonal to the fixed scroll.
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。
The bush integrally has a balancer that cancels an unbalance during the revolving motion of the movable scroll,
The scroll type fluid machine according to claim 1, wherein the urging means is provided between the rotating shaft and the balancer.
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。
In the Rankine cycle which has a pump, a boiler, an expander and a condenser and circulates a working fluid,
The Rankine cycle characterized in that the expander is a scroll type fluid machine according to claim 1 or 2.
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。
A waste heat utilization apparatus comprising the Rankine cycle according to claim 3,
A motor generator capable of driving the rotating shaft of the scroll type fluid machine and generating electric power by the rotating shaft;
A waste heat utilization apparatus, wherein the scroll type fluid machine and the motor generator are integrated.
JP2012005681A 2012-01-13 2012-01-13 Scroll type fluid machinery, rankine cycle and waste heat utilizing apparatus Pending JP2013144949A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012005681A JP2013144949A (en) 2012-01-13 2012-01-13 Scroll type fluid machinery, rankine cycle and waste heat utilizing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012005681A JP2013144949A (en) 2012-01-13 2012-01-13 Scroll type fluid machinery, rankine cycle and waste heat utilizing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013144949A true JP2013144949A (en) 2013-07-25

Family

ID=49040867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012005681A Pending JP2013144949A (en) 2012-01-13 2012-01-13 Scroll type fluid machinery, rankine cycle and waste heat utilizing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013144949A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023209459A1 (en) * 2023-09-27 2025-03-27 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Balancing device for a scroll compressor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023209459A1 (en) * 2023-09-27 2025-03-27 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Balancing device for a scroll compressor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5931564B2 (en) Double-rotating scroll expander and power generation device including the expander
JP5769332B2 (en) Scroll expander
JP4709076B2 (en) Positive displacement fluid machine
WO2010109875A1 (en) Fluid machine
US20060254309A1 (en) Fluid machine
JP2007255327A (en) Expander controlling device
KR20140035837A (en) Power generating apparatus and operation method thereof
JP5891192B2 (en) Power generation device and power generation system
JP5592838B2 (en) Fluid machinery
JP2013144949A (en) Scroll type fluid machinery, rankine cycle and waste heat utilizing apparatus
JP2009270529A (en) Positive displacement fluid machine
JP5106334B2 (en) Fluid machinery
KR101357203B1 (en) Scroll expander generating system using heat source of automobile
JP2012122343A (en) Exhaust heat regenerative device
JP2012246872A (en) Waste heat recovery mechanism, and waste heat recovery apparatus
JP7063461B2 (en) Scroll expander
WO2013118824A1 (en) Scroll-type expander and fluid machine provided with same
JP7096961B2 (en) Waste heat recovery system and compound scroll fluid machine used for it
WO2020059396A1 (en) Expander and binary power generation device
KR20140097906A (en) Electric Water Pump for Vehicle`s Heat Recovery Device and Heat Recovery Device thereof
KR20160056703A (en) Engine applied Organic Rankine Cycle
JP2008075637A (en) Fluid machine
KR101578482B1 (en) Electro Water Pump for Co-generation System
WO2019235185A1 (en) Scroll type expansion machine
WO2022113558A1 (en) Scroll fluid machine