JP2003049786A - 多段スクロール形圧縮機 - Google Patents

多段スクロール形圧縮機

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JP2003049786A
JP2003049786A JP2001240109A JP2001240109A JP2003049786A JP 2003049786 A JP2003049786 A JP 2003049786A JP 2001240109 A JP2001240109 A JP 2001240109A JP 2001240109 A JP2001240109 A JP 2001240109A JP 2003049786 A JP2003049786 A JP 2003049786A
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Kan Fujioka
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    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • F01C17/063—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with only rolling movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—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
    • 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
    • F04C18/0215—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 where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多段スクロール形圧縮機において、低温時
に、中間冷却器による過冷によって、ウォーターハンマ
ー現象やオイルの乳化等が起こるのを防止する。 【解決手段】 低圧加圧段部Ａより吐出する加圧気体
を、中間冷却器２６を通すことなく、直接高圧加圧段部
Ｂの吸入側２４に導くバイパス通路２９と、低圧加圧段
部Ａから吐出する加圧気体の温度を検出する吐出温度検
出手段３０と、低圧段部吐出温度検出手段３０により検
出された加圧気体の温度が設定値よりも高い場合には、
低圧加圧段部Ａから吐出する加圧気体を、前記中間冷却
器２６を経て高圧加圧段部Ｂの吸入側２４へ導き、低圧
加圧段部吐出温度検出手段により検出された加圧気体の
温度が設定値より低い場合には、低圧加圧段部Ａから吐
出する加圧気体を、前記中間冷却器２６を経ることな
く、バイパス通路２９により、直接高圧加圧段部Ｂの吸
入側２４へ導く。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低圧加圧段部と高
圧加圧段部とを有する多段スクロール形圧縮機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】気体を所要の圧力まで加圧する１つ以上
の低圧加圧段部と、この低圧加圧段部において加圧され
た気体をさらに加圧する１つ以上の高圧加圧段部とを備
え、低圧加圧段部において加圧された気体を冷却した
後、高圧加圧段部へ導くようになっている多段スクロー
ル形圧縮機がある。
【０００３】図１〜図３は、このような多段スクロール
形圧縮機の一例を示す。
【０００４】(１)は、固定スクロールで、外周部適所に
吸入口(２)を有し、かつ中心部に吐出口(３)を有する固
定スクロールハウジング(４)と一体をなす固定端板(５)
の前面（図１における右方）に、渦巻状の固定ラップ
(６)を立設し、かつ同じく後面に、等高の多数の冷却フ
ィン(７)を、ほぼ等間隔をもって立設して形成されてい
る。
【０００５】(８)は、固定スクロール(１)の前面に対向
して配置されている旋回スクロールで、駆動軸ハウジン
グ(９)内に設けた円形の旋回端板(10)の前面、すなわち
固定スクロール(１)と対向する面に、渦巻状の旋回ラッ
プ(11)を立設し、かつ同じく後面に、多数の等高の冷却
フィン(12)を、ほぼ等間隔をもって立設して形成されて
いる。
【０００６】旋回スクロール(８)の後側には、ベアリン
グプレート(13)が配置されている。
【０００７】ベアリングプレート(13)の後面、すなわち
旋回スクロール(８)と反対側の面の中心部には、駆動軸
(14)の偏心軸部(15)をベアリング(16)を介して枢支する
筒状ボス(17)を突設してあり、同じく外周部適所には、
例えば公知のクランクピン型式の自転防止機構(18)を組
み込んで、駆動軸ハウジング(９)に対し旋回しうるよう
に構成してある。
【０００８】固定スクロール(１)の後面に押圧板(19)を
当接して、適宜の締付けねじ(20)で締付け、かつ旋回ス
クロール(８)の後面にベアリングプレート(13)の前面を
当接させて、両者を締付けねじ(21)等で締付けて一体化
させることにより、この多段スクロール形圧縮機は組立
てられている。
【０００９】この多段スクロール形圧縮機においては、
固定スクロール(１)と旋回スクロール(８)の外周部、す
なわち固定ラップ(６)の巻終り部である低圧加圧段部
(Ａ)と両スクロール(１)(８)の内周部、すなわち固定ラ
ップ(６)の巻始め部である高圧加圧段部(Ｂ)とは、明確
に区分されている。
【００１０】すなわち、図２、図３に示すように、固定
ラップ(６)の中間部に、加圧気体の流路を遮断するため
の画壁(22)を、固定端板(５)と一体的に設け、かつ画壁
(22)の側面に固定ラップ(６)の巻終り部側に通じるとと
もに固定端板(５)を軸線方向に貫通する低圧加圧段部吐
出孔(23)と、固定ラップ(６)の巻始め側に通じるととも
に、固定端板(５)を軸線方向に貫通する高圧加圧段部吸
込孔(24)を設けてある。
【００１１】これらの孔(23)(24)は、図１には表れてい
ないが、低圧加圧段部吐出孔(23)は、導管(25)を介し
て、中間冷却器(26)の入口側へ接続され、高圧加圧段部
吸入孔(24)は、導管(27)を介して、中間冷却器(26)の出
口側に接続されている。
【００１２】このような多段スクロール圧縮機による
と、中間冷却器(26)が存在するため、最終的な吐出温度
は低下する。そのため、必要な駆動力は低減し、かつ圧
縮機の各部の温度は低下するので、温度上昇に伴う種々
の弊害は防止される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような多段スク
ロール形圧縮機において、周囲の温度が下がっていると
きには、吸入口(２)より圧縮機に対する吸入温度も低く
なっており、そのため、低圧加圧段部吐出孔(23)におけ
る加圧ガスの温度も低下する。
【００１４】この温度の低い加圧ガスが、中間冷却器(2
6)へ送られて冷却されると、加圧ガス中に含まれている
水分は、より多く凝縮されて水となる。
【００１５】このような加圧ガスが、高圧加圧段部吸入
孔(24)より吸入されて運転されると、液圧縮現象（リキ
ッドハンマリング）が生じて、過圧縮の状態となる。そ
のため、駆動抵抗が大となって、必要な駆動動力が大と
なり、ひいては、別途設けられている安全装置が働い
て、圧縮機の作動が停止してしまうことがある。
【００１６】また液圧縮現象（リキッドハンマリング）
の発生により、スクロールの端板や前記各端板(５)(10)
やラップ(６)(11)が変形し、異常接触を生じて、かじり
等を発生することもある。
【００１７】さらに、この多段スクロール形圧縮機が油
冷式である場合には、低温時、または長時間に亘って稼
働していない場合には、オイルセパレータタンク内の油
槽部に水分が入り込んで、オイルが乳化し、この乳化し
たオイルが再度圧縮機の圧縮部に供給され、圧縮機本体
のシール不良や焼付きや腐食等を起こすことがある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上述した問題点に鑑み、
本発明は、低温下において、中間冷却器による過冷によ
って、前記したようなウォーターハンマー現象やオイル
の乳化が起こるのを防止した多段スクロール形圧縮機を
得ることを目的とするもので、その具体的手段は次の通
りである。 （１）気体を適宜の圧力まで加圧しうる低圧加圧段部
と、低圧段部において加圧された気体を冷却させる中間
冷却器と、中間冷却器から出た気体をさらに加圧する高
圧加圧段部とを備える多段スクロール形圧縮機におい
て、前記低圧加圧段部より吐出する加圧気体を、前記中
間冷却器を通すことなく、直接高圧加圧段部の吸入側に
導くバイパス通路と、低圧加圧段部から吐出する加圧気
体の温度を検出する低圧加圧段部吐出温度検出手段と、
低圧加圧段部吐出温度検出手段により検出された加圧気
体の温度が設定値よりも高い場合には、低圧加圧段部か
ら吐出する加圧気体を、前記中間冷却器を経て、高圧加
圧段部の吸入側へ導き、低圧加圧段部吐出温度検出手段
により検出された加圧気体の温度が設定値よりも低い場
合には、低圧加圧段部から吐出する加圧気体を、前記中
間冷却器を経ることなく、バイパス通路により、直接高
圧加圧段部の吸入側へ導くように、加圧気体の通路を切
換える感熱切換手段を設ける。
【００１９】（２）前項において、感熱切換手段は、加
圧気体の温度検出手段と、その検出値に応じて作動する
ことにより、加圧気体の通路を切換える切換弁とよりな
っている。
【００２０】（３）上記(１)項において、感熱切換手段
は、加圧気体の温度に伴って、その通路を切換えるよう
になっている弁体を内蔵する温調弁である。
【００２１】（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、低圧加圧段部の吐出部と中間冷却器との間に、加圧
気体の流量を調整する流量調整手段を設ける。
【００２２】（５）前項において、感熱切換手段に流量
調整手段を設ける。
【００２３】（６）上記(１)〜(５)項のいずれかにおい
て、低圧加圧段部と高圧加圧段部とを、一体的に組込
む。
【００２４】（７）上記(１)〜(５)項のいずれかにおい
て、低圧加圧段部用スクロール圧縮機と高圧加圧段部用
スクロール圧縮機とを別体とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】図４は、本発明の一実施形態を線
図的に示すものであるが、先に図１〜図３を参照して、
一般的な多段スクロール圧縮機について先に説明したと
ころを念頭に置いて、以下の説明を読めば、その具体的
構成を明白に理解しうると思う。
【００２６】図４において付してある符号は、それぞ
れ、図１〜図３において示してあるものと同様の要素を
示す。
【００２７】低圧加圧段部吐出孔(23)と高圧加圧段部吸
込孔(24)との間には、導管(25)(27)をもって、電磁切換
弁(28)と中間冷却器(26)がその順に直列に接続され、か
つ電磁切換弁(28)の出口と導管(27)との間には、中間冷
却器(26)をバイパスするバイパス通路(29)が設けられて
いる。
【００２８】低圧加圧段部吐出孔(23)と電磁切換弁(28)
とを接続する導管(25)には、電磁切換弁(28)と連係され
た適宜の低圧加圧段部吐出温度検出手段(30)が接続さ
れ、この温度検出手段(30)により検知された加圧気体の
温度が設定値よりも高い場合には、低圧加圧段部吐出孔
(23)から吐出する加圧流体を中間冷却器(26)へ送るよう
に電磁作動弁(28)を切換え、温度検出手段(30)により検
知された加圧気体の温度が設定値より低い場合には、低
圧加圧段部吐出孔(23)から吐出する加圧流体をバイパス
通路へ送るように、電磁切換弁(28)を作動させるように
してある。
【００２９】これら温度検出手段(30)と電磁切換弁(28)
並びにバイパス通路(28)からなる熱切換手段、およびそ
れらに関連する諸要素、並びにそれらの連係要領につい
ては、関係技術者であれば容易に想到しうると思う。
【００３０】図５は、別の例を示すもので、図４と異な
るところは、電磁切換弁(28)と温度検出手段(30)を、例
えば図６に略示した一体化した温調弁(31)に置換したも
のである。
【００３１】この温調弁(31)は、弁室(32)の一側の通孔
(33)に、低圧加圧段部吐出孔(23)から出た導管(25)を接
続し、弁室(32)の他側の通孔(34)に、中間冷却器(26)を
経て高圧加圧段部吸入孔(24)に至る導管(27)を接続し、
かつ両通孔(33)(34)と直交させて弁室(32)に設けたバイ
パス通孔(35)に、前記バイパス通路(29)を接続したもの
で、弁室(32)内には、その内部の気体の温度が一定値以
上となると作動して、弁体(36)をもってバイパス通孔(3
5)を閉じさせるようになっている反転型バイメタル(37)
が設けられている。
【００３２】このようにしても、所期の目的を果たしう
ることは明白である。
【００３３】なお、上記実施の形態においては、１台の
多段スクロール形圧縮機に、低圧加圧段部(Ａ)と高圧加
圧段部(Ｂ)とを組み込んであるものを示したが、低圧加
圧用と高圧加圧用の専用のスクロール形圧縮機を連結し
て多段とし、両者の間に、前記中間冷却器、バイパス通
路、感熱切換手段等を設けて実施することもできる。
【００３４】
【発明の効果】多段スクロール形圧縮機において、低温
時に、中間冷却器による過冷により、ウォーターハンマ
ー現象やオイルの乳化等が起こるのが防止され、効率の
良い気体の圧縮が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多段スクロール形圧縮機の一例を示す縦断側面
図である。
【図２】図１におけるII−II線縦断面図である。
【図３】図１における固定スクロールを、前方すなわち
固定ラップを有する側から見た斜視図である。
【図４】本発明の実施形態を略示する縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を略示する縦断面図であ
る。
【図６】図５における温調弁の原理を略示する縦断面図
である。
【符号の説明】
(１)固定スクロール (２)吸入孔 (３)吐出孔 (４)固定スクロールハウジング (５)固定端板 (６)固定ラップ (７)冷却フィン (８)旋回スクロール (９)駆動軸ハウジング (10)旋回端板 (11)旋回ラップ (12)冷却フィン (13)ベアリングプレート (14)駆動軸 (15)偏心軸部 (16)ベアリング (17)筒状ボス (18)自転防止機構 (19)押圧板 (20)(21)締付けねじ (22)画壁 (23)低圧加圧段部吐出孔 (24)高圧加圧段部吸込孔 (25)導管 (26)中間冷却器 (27)導管 (28)電磁切換弁 (28a)流量調整手段 (29)バイパス通路 (30)温度検出手段 (31)温調弁 (32)弁室 (33)(34)通孔 (35)バイパス通孔 (36)弁体 (37)バイメタル (Ａ)低圧加圧段部 (Ｂ)高圧加圧段部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA09 AA15 AA21 AB03 AB08 BB12 BB43 BB53 CC15 CC25 CC46 CC48 CC56 CC62 CC80 CC82 CC85 CC87 CC91 3H039 AA02 AA06 AA14 BB13 BB22 BB28 CC29 CC30 CC40 CC46 CC50

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 気体を適宜の圧力まで加圧しうる低圧加
    圧段部と、低圧段部において加圧された気体を冷却させ
    る中間冷却器と、中間冷却器から出た気体をさらに加圧
    する高圧加圧段部とを備える多段スクロール形圧縮機に
    おいて、 前記低圧加圧段部より吐出する加圧気体を、前記中間冷
    却器を通すことなく、直接高圧加圧段部の吸入側に導く
    バイパス通路と、 低圧加圧段部から吐出する加圧気体の温度を検出する低
    圧加圧段部吐出温度検出手段と、 低圧加圧段部吐出温度検出手段により検出された加圧気
    体の温度が設定値よりも高い場合には、低圧加圧段部か
    ら吐出する加圧気体を、前記中間冷却器を経て、高圧加
    圧段部の吸入側へ導き、低圧加圧段部吐出温度検出手段
    により検出された加圧気体の温度が設定値よりも低い場
    合には、低圧加圧段部から吐出する加圧気体を、前記中
    間冷却器を経ることなく、バイパス通路により、直接高
    圧加圧段部の吸入側へ導くように、加圧気体の通路を切
    換える感熱切換手段を設けたことを特徴とする多段スク
    ロール形圧縮機。
  2. 【請求項２】 感熱切換手段は、加圧気体の温度検出手
    段と、その検出値に応じて作動することにより、加圧気
    体の通路を切換える切換弁とよりなることを特徴とする
    請求項１記載の多段スクロール形圧縮機。
  3. 【請求項３】 感熱切換手段は、加圧気体の温度に伴っ
    て、その通路を切換えるようになっている弁体を内蔵す
    る温調弁である請求項１記載の多段スクロール形圧縮
    機。
  4. 【請求項４】 低圧加圧段部の吐出部と中間冷却器との
    間に、加圧気体の流量を調整する流量調整手段を設けて
    なる請求項１〜３のいずれかに記載の多段スクロール形
    圧縮機。
  5. 【請求項５】 感熱切換手段に流量調整手段を設けてな
    る請求項４記載の多段スクロール形圧縮機。
  6. 【請求項６】 低圧加圧段部と高圧加圧段部とを、一体
    的に組込んでなる請求項１〜５のいずれかに記載の多段
    スクロール形圧縮機。
  7. 【請求項７】 低圧加圧段部用スクロール圧縮機と高圧
    加圧段部用スクロール圧縮機とを別体としてなる請求項
    １〜５のいずれかに記載の多段スクロール形圧縮機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014029158A (ja) * 2013-10-07 2014-02-13 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
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