JP2000205151A - マルチステ―ジ型のスクロ―ルコンプレッサ - Google Patents

マルチステ―ジ型のスクロ―ルコンプレッサ

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JP2000205151A
JP2000205151A JP2000001575A JP2000001575A JP2000205151A JP 2000205151 A JP2000205151 A JP 2000205151A JP 2000001575 A JP2000001575 A JP 2000001575A JP 2000001575 A JP2000001575 A JP 2000001575A JP 2000205151 A JP2000205151 A JP 2000205151A
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Robert Shaffer
ロバート・ダブリュー・シェイファー
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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮及び真空の２つの機能を組み込んだ単一
の装置を提供することである。 【解決手段】 スクロールコンプレッサ１は３組のポー
トを有する。これらのポートには、外側セクション９ａ
及び１１ａの入口位置の入口ポート２５と、インボリュ
ートラップの高さが変化する位置に位置付けた中間ポー
ト２２と、コンプレッサの中心に位置付けた出口ポート
２７とが含まれる。中間ポート２２は各インボリュート
ラップの、外側セクションからの出口と、内側セクショ
ンへの入口とを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスクロールコンプレ
ッサに関し、詳しくは、１つ以上の吐出圧力を有し、圧
縮器或いは真空ポンプとして作動することのできるマル
チステージ型スクロールコンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの空気圧用途では吐出圧力を組み合
わせる必要がある。そうした組み合わせには、例えば、
圧力及び真空、２つ以上の吐出圧力における圧力、２つ
以上のステージを要する更に高い圧力、が含まれる。現
在のところ、そうした組み合わせを要する用途には、圧
力及び真空を必要とする、心臓バルンのための空気圧制
御システムと、冷媒回収システムとが含まれる。冷媒回
収システムでは、冷媒を回収するための高圧と、システ
ムを充填する以前にシステムから冷媒を排気するための
真空とが必要とされる。高圧を要求するシステム、例え
ば冷媒回収システムでは通常、２ステージ型のコンプレ
ッサ及び真空ポンプを用いるのが有益である。現在では
コンプレッサの機能と真空機能とを分けるのが一般的で
ある。例えば、冷媒回収に際し、コンプレッサ及び真空
ポンプの各ユニットが別個に使用される。一方は冷媒を
回収するために使用され、他方はシステムを排気するた
めに使用される。心臓バルンのための空気圧制御システ
ムには、モータの一端に取り付けたコンプレッサと、モ
ータの他端に取り付けた真空ポンプとが含まれる。コン
プレッサは心臓バルンを充填し、次いで排気する。マル
チステージ用途では代表的には１つ以上のポンプユニッ
トが使用されるが、ポンプユニットを２つ使用するとコ
ストが増大し、装置は複雑化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】圧縮及び真空の２つの
機能を組み込んだ単一の装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、真空ポ
ンプ、低圧コンプレッサか或いは高圧コンプレッサとし
て作動することのできるスクロールが提供される。スク
ロールは、ハウジングと、一続きの固定インボリュート
ラップ（wrap）を有する固定スクロールプレートと、一
続きの旋回インボリュートラップを有する旋回スクロー
ルプレートとを含んでいる。各ラップの幅及びピッチは
一定である。固定スクロールプレート及び旋回スクロー
ルプレートは、一連のチャンバを確定するようにして各
インボリュートラップを相互に伸延させた状態でハウジ
ングに取り付けられる。固定インボリュートラップ及び
旋回インボリュートラップは、ある高さを有する第１の
セクションと、それとは異なる高さを有する第２のセク
ションとを少なくとも有する。更に、スクロールはハウ
ジングの周縁部に近接する第１のポートと、ハウジング
の中心に近接する第２のポートと、少なくとも一つの第
３の中間ポートとを含み、この第３の中間ポートは各イ
ンボリュートラップの第１のセクション及び第２のセク
ション間の、高さの変化する位置に近接して位置付けら
れる。
【０００５】
【発明の実施の形態】スクロールコンプレッサ１はハウ
ジング３を含み、ハウジング３は固定インボリュートプ
レート５と、旋回インボリュートプレート７とを含み、
各プレートは夫々インボリュートラップ９及び１１を含
む。図２に示すように、インボリュートラップ９及び１
１は連続する螺旋状であるが、外側セクション９ａ、１
１ａと、内側セクション９ｂ、１１ｂとに分割され得
る。外側セクション９ａ、１１ａと内側セクション９
ｂ、１１ｂとは高さが異なっており、図１に示すよう
に、外側セクション９ａ、１１ａの方が内側セクション
９ｂ、１１ｂよりも高い。外側セクション９ａ、内側セ
クション９ｂと、外側セクション１１ａ、内側セクショ
ン１１ｂとは連続しており、外側セクション９ａと内側
セクション９ｂ或いは外側セクション１１ａと内側セク
ション１１ｂとの間には不連続部分は存在しない。更
に、各ラップ部分の壁厚及びピッチは、インボリュート
ラップ９及び１１の長さ全体を通して所望の一定値に維
持される。スクロールコンプレッサは、前述の高さ変化
を生じる直径位置に一対のポート２２を含む。かくし
て、唯一の相違点は、外側セクション９ａ、１１ａの確
定する外側チャンバ１５ａの高さが、内側セクション９
ｂ、１１ｂにより確定される内側チャンバ１５ｂの高さ
よりも高いことである。
【０００６】図１に示すように、旋回インボリュートプ
レート７は、インボリュートラップ９がそこから伸延す
るところの、全体的に平坦なプレート１７を含む。他
方、固定インボリュートプレート５は、外側セクション
９ａがそこから垂下するところの外側環状セクション１
９と、内側セクション９ｂがそこから垂下するところの
内側セクション２１とを含む。外側環状セクション１９
及び内側セクション２１はプレート５の軸線方向におい
て相互に離間する。図１では、短い外側セクション９ｂ
を収受するために、プレート５の内側セクション２１
は、軸線方向において、外側セクション１９よりも旋回
インボリュートプレート７に近づけられている。かくし
て、先に言及したように、外側チャンバ１５ａは内側チ
ャンバ１５ｂよりも背が高くなっている。従って、外側
チャンバを出入りする圧力変化の割合は、内側チャンバ
に出入りする圧力変化の割合よりも小さい。
【０００７】スクロールコンプレッサ１は３組のポート
を有する。これらのポートには、外側セクション９ａ及
び１１ａの入口位置の入口ポート２５と、インボリュー
トラップの高さが変化する位置に位置付けた中間ポート
２２と、コンプレッサの中心に位置付けた出口ポート２
７とが含まれる。中間ポート２２は各インボリュートラ
ップの、外側セクションからの出口と、内側セクション
への入口とを構成する。図３及び図４に示すスクロール
コンプレッサ１０１は図１及び図２に示すスクロールコ
ンプレッサとは逆の構成を有している。スクロールコン
プレッサ１０１では、インボリュートラップ１０９及び
１１１の夫々の外側セクション１０９ａ及び１１１ａは
内側セクション１０９ｂ及び１１１ｂよりも短い。スク
ロールコンプレッサ１０１は、内側ポート１２１と、中
間ポート１２２と、中央出口ポート１２３とを有し、内
側ポート１２１はコンプレッサの外側セクションの入口
を、また中間ポート１２２は外側セクションに対する出
口及び内側セクションに対する入口の両方を、そして中
央出口ポート１２３は内側セクションからの出口を夫々
構成する。
【０００８】スクロールコンプレッサ１及び１０１の内
側セクション及び外側セクションにおける圧力配分は相
互に無関係であり、各セクションにおける螺旋巻き数に
よって決定されるものである。唯一の条件は、外側セク
ションの吐出圧（或いは出口圧）が第２ステージ（或い
は内側セクション）の入口圧と等しいことである。かく
して、スクロールコンプレッサを組み合わせ圧力及び真
空ポンプとして作動させた場合、スクロールコンプレッ
サ１０１の内側ポート１２１（図３及び図４参照）は真
空源に接続され、中間ポート１２２は大気に開放され、
外側の、即ち中央出口ポート１２３は圧力源と接続され
る。スクロールコンプレッサを、排気量は比較的少ない
が圧縮比が高くなり得る冷媒回収用途で使用する場合、
外側のステージはバイパスされ、内側のステージのみを
使用して冷媒を回収する。斯くして、中間ポートがスク
ロールコンプレッサへの入口として使用される。システ
ムを排気するためには、排気量の大きい外側のステージ
を使用して大まかに排気し、内側のステージはバイパス
させる。より完全な排気を達成するには、中間ポートを
閉じることにより外側及び内側の各ステージを直列に連
結する。そうすることで、２ステージ真空ポンプが構成
される。
【０００９】上述の説明から明らかなように、本発明の
スクロールコンプレッサによれば、同じスクロールにお
いて２つの異なる圧縮プロセスが創出される。これは中
間ポート２２及び１２２により容易化される。中間ポー
ト２２及び１２２をインボリュートラップ９、１１、１
０９、１１１と関連して設けたことで、単一のスクロー
ルを、外側、中間、内側の各ポートの使い方次第で真空
ポンプ、低圧コンプレッサ、或いは高圧ポンプレッサと
して使用することが可能となる。以上、本発明を実施例
を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし
得ることを理解されたい。例えば、２ステージのみを示
したが更に数多くのステ時を使用することが可能であ
る。かくして、スクロールコンプレッサは３〜４或いは
それ以上のステージを有するものとすることができる。
各ステージのための中間ポートを設けることにより、特
定の機能のための所望に応じて、様々なステージをバイ
パスさせ、直列に連結し、或いは大気に開放させること
が可能である。
【００１０】
【発明の効果】圧縮及び真空の２つの機能を組み込んだ
単一の装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマルチステージ型スクロールコンプレ
ッサの断面図である。
【図２】図１を線２−２で切断した断面図である。
【図３】別態様のスクロールコンプレッサの断面図であ
る。
【図４】図３を線４−４で切断した断面図である。
【符号の説明】
１、１０１ スクロールコンプレッサ ３ ハウジング ５ 固定インボリュートプレート ７ 旋回インボリュートプレート ９、１１，１０９ １１１ インボリュートラップ ９ａ、１１ａ、１０９ａ、１１１ａ 外側セクション ９ｂ、１１ｂ、１０９ｂ、１１１ｂ 内側セクション １５ａ 外側チャンバ １５ｂ 内側チャンバ １７ 全体的に平坦なプレート １９ 外側環状セクション ２１ 内側セクション ２２ 中間ポート ２５ 入口ポート ２７ 出口ポート １２１ 内側ポート １２２ 中間ポート １２３ 中央出口ポート

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空ポンプ、低圧コンプレッサか或いは
    高圧コンプレッサとして作働し得るスクロールであっ
    て、 該スクロールが、 ハウジングと、 固定スクロールプレートにして、一続きの固定インボリ
    ュートラップを有する固定スクロールプレートと、 旋回スクロールプレートにして、一続きの旋回インボリ
    ュートラップを有する旋回スクロールプレートと、 を含み、 前記固定インボリュートラップ及び旋回インボリュート
    ラップが、相互に伸延して一連のチャンバを確定し、且
    つ、ある高さの第１のセクションと、該ある高さと異な
    る高さの第２のセクションとを少なくとも有し、 前記スクロールが、 ハウジングの周縁部に近接する第１のポートと、 ハウジングの中心に近接する第２のポートと、 少なくとも１つの中間ポートにして、前記第１のセクシ
    ョン及び第２のセクションの高さの変化する位置に近接
    して位置付けた中間ポートと、 を更に含んでいるスクロール。
  2. 【請求項２】 固定インボリュートラップ及び旋回イン
    ボリュートラップが一体の幅及びピッチを有している請
    求項１のスクロール。
  3. 【請求項３】 固定インボリュートラップ及び旋回イン
    ボリュートラップの第１のセクションが第２のセクショ
    ンよりも背が高く、第１のセクションが第２のセクショ
    ンを取り巻いている請求項１のスクロール。
  4. 【請求項４】 固定インボリュートラップ及び旋回イン
    ボリュートラップの第１のセクションが第２のセクショ
    ンよりも背が低く、第１のセクションが第２のセクショ
    ンを取り巻いている請求項１のスクロール。
JP2000001575A 1999-01-11 2000-01-07 マルチステ―ジ型のスクロ―ルコンプレッサ Abandoned JP2000205151A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US09/228485 1999-01-11
US09/228,485 US6050792A (en) 1999-01-11 1999-01-11 Multi-stage scroll compressor

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