JP2004332556A

JP2004332556A - 多段圧縮機

Info

Publication number: JP2004332556A
Application number: JP2003125554A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Suefuji; 和孝末藤
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】簡易な構成を用いて起動時の圧縮機構の負荷を軽減できるようにする。
【解決手段】ケーシング１の軸方向両側に低圧スクロール部２Ａと高圧スクロール部２Ｂとを設ける。また、低圧スクロール部２Ａの吐出口９Ａと高圧スクロール部２Ｂの吸込口８Ｂとを導管２４を用いて接続し、高圧スクロール部２Ｂの吐出口９Ｂを吐出配管２６を用いてタンク２７に接続する。さらに、導管２４とタンク２７との間を逆止弁３０をもったバイパス配管２９を用いて連結する。これにより、タンク２７内の圧力が低い起動時には逆止弁３０が開弁して２つのスクロール部２Ａ，２Ｂからの圧縮空気をタンク２７に供給でき、タンク２７内の圧力が高くなった定常時には逆止弁３０が閉弁して２つのスクロール部２Ａ，２Ｂで２段圧縮した高圧の圧縮空気をタンク２７に供給することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空気等の流体を圧縮するのに好適に用いられる多段圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、多段式流体機械として、２段のポンプをもち、これら２段のポンプを直列接続する通路と並列接続する通路とをそれぞれ設けると共に、これら２つの通路のいずれかを選択的に開通する弁機構を備えた２段式真空ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６２−５２２９１号公報
【０００４】
この種の従来技術による２段式真空ポンプは、２つのポンプに対して共通の吸込口と吐出口との圧力差が所定値以下のときに各ポンプを並列接続する通路を開通し、前記圧力差が所定値以上のときには各ポンプを直列接続する通路を開通するシャトル弁を備える構成としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による２段式真空ポンプは、２つのポンプに対して共通の吸込口と吐出口との圧力差に基づいて２つのポンプの並列接続と直列接続とを切換える構成としている。このため、１段目のポンプと２段目のポンプとの間の中間圧力とは関係無く２つのポンプの並列接続と直列接続とを切換えるから、２つのポンプが直列接続された状態で、中間圧力が２段式真空ポンプの吐出圧力を超えることがある。このとき、１段目のポンプはその吐出側が高圧な状態となっているから、１段目のポンプの負荷が増大し、消費電力等が大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、簡易な構成を用いて複数段の圧縮機構の電力消費量を軽減することができるようにした多段圧縮機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、各段毎に固定圧縮比を有する複数段の圧縮機構をもち、前段の圧縮機構の吐出口と次段の圧縮機構の吸込口との間が連通路により順次連結され、タンクに圧縮流体を貯留する多段圧縮機において、前記連通路と前記タンクとを連結するバイパス通路を設け、該バイパス通路の途中には前記連通路からタンクへのみ流れを許容する逆止弁を設けたことを特徴としている。
【０００８】
このように構成したことにより、例えば１段目の圧縮機構と２段目の圧縮機構とを連結する連通路とタンクとを接続するバイパス通路を設けた場合には、連通路内の圧力がタンク内の圧力よりも高いときに逆止弁が開弁する。このとき、１段目の圧縮機構から吐出された圧縮流体は、その一部がバイパス通路を通じて２段目以降の圧縮機構を迂回して吐出され、残余が直列接続された２段目の圧縮機構の吸込口に供給される。この結果、１段目の圧縮機構と２段目の圧縮機構との間の中間圧力（連通路内の圧力）を低下させることができ、１段目の圧縮機構に対する負荷を軽減することができる。
【０００９】
一方、連通路内の圧力がタンク内の圧力よりも低いときには、逆止弁が閉弁する。これにより、１段目の圧縮機構と２段目の圧縮機構とは完全に直列接続されるから、１段目の圧縮機構から吐出された圧縮流体は、全て２段目の圧縮機構の吸込口に供給される。この結果、１段目の圧縮機構によって圧縮した圧縮流体を２段目以降の圧縮機構によってさらに圧縮することができ、高圧の圧縮流体を吐出することができる。
【００１０】
また、タンク内の圧力が連通路内の圧力（中間圧力）よりも低いときには逆止弁が開弁し、高いときには逆止弁が閉弁するから、タンク内の圧力が低い起動時には１段目の圧縮機構の負荷を小さくすることができると共に、タンク内の圧力が高い定常時にはバイパス通路を遮断して２段目以降の圧縮機構を用いて複数段階に圧縮された圧縮流体をタンク内に供給することができ、高圧の圧縮流体をタンク内に貯留することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による多段圧縮機を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１は第１の実施の形態による多段圧縮機としてツインラップ型のスクロール式２段空気圧縮機を示し、図において、１はスクロール式２段空気圧縮機の外枠を形成するケーシングで、該ケーシング１は、軸線Ｏ１−Ｏ１を中心として略円筒状に形成されると共に、該ケーシング１の左，右両側には、後述の固定スクロール３Ａ，３Ｂが取付けられている。そして、ケーシング１は後述の固定スクロール３Ａ，３Ｂと共に固定側部材を構成する。また、固定スクロール３Ａは後述の旋回スクロール１８Ａ等と共に低圧段の圧縮機構となる低圧スクロール部２Ａを構成し、固定スクロール３Ｂは後述の旋回スクロール１８Ｂ等と共に高圧段の圧縮機構となる高圧スクロール部２Ｂを構成する。そして、各スクロール部２Ａ，２Ｂは、それぞれ固定圧縮比を有し、吸込側や吐出側の圧力に関係なく圧縮比が一定となっている。
【００１３】
なお、低圧スクロール部２Ａと高圧スクロール部２Ｂとは、それぞれほぼ同一の構成要素を有しているので、以下の説明では、低圧段に符号「Ａ」を付し、高圧段には符号「Ｂ」を付して説明する。また、低圧段と高圧段とで説明が重複するのを避けるため、主に低圧スクロール部２Ａの構成要素について説明し、高圧スクロール部２Ｂの構成要素については、その説明を省略するものとする。
【００１４】
３Ａはケーシング１の一端側（図１中の左側）に設けられた低圧段の固定スクロールを示し、該固定スクロール３Ａは、略円板状の鏡板４Ａと、該鏡板４Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部５Ａと、鏡板４Ａの外周側から該ラップ部５Ａを取囲むように軸方向に突出した筒部６Ａと、該筒部６Ａの外周側から径方向外向きに突出したフランジ部７Ａとにより構成されている。
【００１５】
そして、固定スクロール３Ａは、フランジ部７Ａの外周側がケーシング１にボルト等を介して着脱可能に取付けられている。また、固定スクロール３Ａの鏡板４Ａには、例えば空気（外気）等の流体を後述の圧縮室２１Ａ内に吸込むための吸込口８Ａが外周寄りの位置に設けられ、鏡板４Ａの中心側（軸線Ｏ１−Ｏ１上）には圧縮空気の吐出口９Ａが設けられている。
【００１６】
１０は低圧段の固定スクロール３Ａと高圧段の固定スクロール３Ｂとの間に位置してケーシング１内に設けられた駆動手段となる電動機で、該電動機１０は、ケーシング１の内周側に固定して設けられた筒状のステータ１１と、該ステータ１１の内周側に回転可能に配設された筒状のロータ１２等とにより構成されている。そして、電動機１０は、ロータ１２を回転することにより後述の回転軸１３を軸線Ｏ１−Ｏ１の周囲で回転駆動するものである。
【００１７】
１３はケーシング１内に回転軸受１４Ａ，１４Ｂを介して回転可能に設けられた段付筒状の回転軸で、該回転軸１３は、電動機１０のロータ１２内に嵌合された中空軸体からなり、軸線Ｏ１−Ｏ１を中心としてロータ１２と一体に回転するものである。また、回転軸１３の内周側にはケーシング１等の軸線Ｏ１−Ｏ１に対して寸法δだけ偏心した偏心穴１５が形成されている。そして、回転軸１３の偏心穴１５内には旋回軸受１６Ａ，１６Ｂを介して相対回転可能な旋回軸１７が取付けられ、該旋回軸１７は、偏心軸線Ｏ２−Ｏ２上に位置して、回転軸１３と共に電動機１０の出力軸を構成している。
【００１８】
１８Ａは固定スクロール３Ａと対面してケーシング１内に旋回可能に設けられた低圧段の旋回スクロールで、該低圧段の旋回スクロール１８Ａは、略円板状に形成された鏡板１９Ａと、該鏡板１９Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部２０Ａとにより大略構成されている。また、高圧段の旋回スクロール１８Ｂも、略円板状に形成された鏡板１９Ｂと渦巻状のラップ部２０Ｂとにより大略構成されている。
【００１９】
ここで、低圧段，高圧段の旋回スクロール１８Ａ，１８Ｂは、鏡板１９Ａ，１９Ｂの背面側中央部が旋回軸１７の両端側にそれぞれボルト等を用いて一体に固定され、電動機１０からの駆動力によって旋回軸１７と一緒に旋回動作を行うものである。また、旋回スクロール１８Ａ，１８Ｂは、ラップ部２０Ａ，２０Ｂが固定スクロール３Ａ，３Ｂのラップ部５Ａ，５Ｂと所定角度（例えば１８０度）だけずらして重なり合うように配設されている。
【００２０】
そして、低圧段の固定スクロール３Ａと旋回スクロール１８Ａは、両者のラップ部５Ａ，２０Ａ間に外周側から内周側にわたって低圧段の圧縮室２１Ａ，２１Ａ，…をそれぞれ画成している。また、高圧段の固定スクロール３Ｂと旋回スクロール１８Ｂは、両者のラップ部５Ｂ，２０Ｂ間に外周側から内周側にわたって高圧段の圧縮室２１Ｂ，２１Ｂ，…をそれぞれ画成している。
【００２１】
また、高圧段のラップ部５Ｂ，２０Ｂの最外径は、低圧段のラップ部５Ａ，２０Ａの最外径よりも小さく形成されると共に、高圧段のラップ部５Ｂ，２０Ｂの高さ（歯高）は、低圧段のラップ部５Ａ，２０Ａの高さよりも小さく形成されている。これにより、高圧段の圧縮室２３Ｂは低圧段の圧縮室２３Ａに比較して小さい容積に設定されている。
【００２２】
２２，２２は旋回スクロール１８Ａの自転を防止する自転防止機構としての補助クランクで、該各補助クランク２２は、低圧スクロール部２Ａ側に位置してケーシング１と旋回スクロール１８Ａの鏡板１９Ａとの間に設けられている。また、高圧スクロール部２Ｂ側にもケーシング１と旋回スクロール１８Ｂの鏡板１９Ｂとの間に同様の補助クランク（図示せず）が設けられるものである。
【００２３】
２３は低圧スクロール部２Ａ側に設けた吸込フィルタで、該吸込フィルタ２３は、低圧段の固定スクロール３Ａの吸込口８Ａに着脱可能に設けられ、吸込口８Ａから圧縮室２１Ａ内に向けて吸込まれる外気（空気）等を清浄化すると共に、空気の吸込音等を低減化する消音器としても機能するものである。
【００２４】
２４は低圧段の圧縮室２１Ａと高圧段の圧縮室２１Ｂとを連結（連通）させる連通路としての導管で、該導管２４は、ケーシング１の外側に位置して低圧段の固定スクロール３Ａと高圧段の固定スクロール３Ｂとの間に設けられている。そして、導管２４は、上流側に位置して端部が低圧スクロール部２Ａの吐出口９Ａに接続された上流側管部２４Ａと、下流側に位置して端部が高圧段の高圧スクロール部２Ｂの吸込口８Ｂに接続された下流側管部２４Ｂとによって構成されている。
【００２５】
そして、上流側管部２４Ａと下流側管部２４Ｂとの間には、後述するバイパス配管２９の一端側が接続された接続点Ａが設けられている。また、上流側管部２４Ａの途中には、熱交換機等からなる中間冷却器２５が設けられ、該中間冷却器２５は、低圧スクロール部２Ａから吐出された吐出空気（圧縮空気）を冷却して高圧スクロール部２Ｂに導いている。
【００２６】
２６は高圧スクロール部２Ｂの吐出口９Ｂをタンク２７に接続する吐出通路としての吐出配管で、該吐出配管２６は、高圧スクロール部２Ｂから吐出された圧縮空気をタンク２７に導き、該タンク２７内に圧縮空気を貯留させるものである。そして、吐出配管２６は、上流側に位置して端部が高圧スクロール部２Ｂの吐出口９Ｂに接続された上流側管部２６Ａと、下流側に位置して端部がタンク２７に接続された下流側管部２６Ｂとによって構成されている。
【００２７】
そして、上流側管部２６Ａと下流側管部２６Ｂとの間には、後述するバイパス配管２９の他端側が接続された接続点Ｂが設けられている。また、吐出配管２６のうち接続点Ｂよりも下流側に位置する下流側管部２６Ｂには熱交換機等からなる冷却器２８が設けられている。そして、冷却器２８は、高圧スクロール部２Ｂから吐出された圧縮空気を冷却すると共に、バイパス配管２９を介して吐出された低圧スクロール部２Ａからの圧縮空気も冷却するものである。
【００２８】
２９は導管２４とタンク２７とを連結するバイパス通路としてのバイパス配管で、該バイパス配管２９は、その一端側が例えば導管２４のうち中間冷却器２５よりも下流側に位置する接続点Ａに接続されると共に、他端側が吐出配管２６のうち冷却器２８よりも上流側に位置する接続点Ｂに接続されている。そして、バイパス配管２９は、導管２４を通じて低圧スクロール部２Ａの吐出口９Ａと高圧スクロール部２Ｂの吸込口８Ｂとに連結されると共に、吐出配管２６の下流側管部２６Ｂを通じてタンク２７に連結されている。
【００２９】
３０はバイパス配管２９の途中に設けられた逆止弁で、該逆止弁３０は、導管２４からタンク２７へのみ流れを許容している。これにより、逆止弁３０は、導管２４内の中間圧力がタンク２７内の圧力よりも高くなったときに開弁し、導管２４内の中間圧力がタンク２７内の圧力よりも低くなったときに閉弁するものである。
【００３０】
３１は吐出配管２６のうちバイパス配管２９との接続点Ｂよりも上流側に位置する上流側管部２６Ａに設けられた安全弁で、該安全弁３１は、高圧スクロール部２Ｂの吐出口９Ｂからタンク２７へのみ流れを許容している。これにより、安全弁３１は、吐出口９Ｂの圧力がタンク２７内の圧力よりも高いときに開弁し、吐出口９Ｂの圧力がタンク２７内の圧力よりも低いときに閉弁するものである。
【００３１】
本実施の形態によるツインラップ型のスクロール式２段空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００３２】
まず、電動機１０を駆動すると、回転軸１３は軸線Ｏ１−Ｏ１を中心としてロータ１２と一体に回転すると共に、旋回軸１７は回転軸１３の偏心穴１５内で寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行なう。これにより、旋回軸１７の両端側に設けた旋回スクロール１８Ａ，１８Ｂが、固定スクロール３Ａ，３Ｂに対して寸法δの旋回半径をもった旋回動作を行うものである。
【００３３】
このため、低圧スクロール部２Ａ側では、固定スクロール３Ａの外周側に設けた吸込口８Ａから吸込フィルタ２３を介して外気を吸込みつつ、この空気を各圧縮室２１Ａ内で順次圧縮する。そして、低圧段の固定スクロール３Ａと旋回スクロール１８Ａとの間の圧縮室２１Ａ内で、例えば０．３ＭＰａ程度の圧力まで圧縮された圧縮空気は、固定スクロール３Ａの中心部に設けた吐出口９Ａから導管２４内に向けて吐出される。
【００３４】
また、高圧スクロール部２Ｂ側では固定スクロール３Ｂの吸込口８Ｂに、このときの圧縮空気が導管２４を通じて供給される。そして、高圧段の固定スクロール３Ｂと旋回スクロール１８Ｂとの間では、このときの圧縮空気を各圧縮室２１Ｂ内でさらに圧縮し、例えば１．０ＭＰａ程度の圧力まで圧縮された圧縮空気が、固定スクロール３Ｂの中心部に設けた吐出口９Ｂから外部に向けて吐出され、タンク２７に貯留される。
【００３５】
ここで、スクロール式２段空気圧縮機の起動時には、タンク２７内の圧力が低い（例えば、０ＭＰａ）のに対し、２つのスクロール部２Ａ，２Ｂ間の導管２４内の中間圧力は低圧スクロール部２Ａから吐出される圧縮空気によって例えば０．３ＭＰａ程度となる。このとき、逆止弁３０は、導管２４内とタンク２７内との圧力差によって開弁するから、低圧スクロール部２Ａから吐出された圧縮空気のうち一部はバイパス配管２９を通じて直接的にタンク２７に供給され、残余は導管２４を通じて高圧スクロール部２Ｂの吸込口８Ｂに供給される。
【００３６】
この結果、スクロール式２段空気圧縮機の起動からタンク２７内が低圧スクロール部２Ａから吐出される圧縮空気の圧力（０．３ＭＰａ程度）に達するまでの間は、導管２４内を常に低圧スクロール部２Ａの圧縮室２１Ａ内の圧力よりも低圧な状態に保持することができる。このため、起動時の低圧スクロール部２Ａの負荷を軽減することができ、電動機１０の消費電力を低減することができる。
【００３７】
そして、スクロール式２段空気圧縮機の駆動を続行すると、タンク２７内の圧力が徐々に昇圧され、低圧スクロール部２Ａから吐出される圧縮空気の圧力（０．３ＭＰａ程度）を超える。このような定常時には、逆止弁３０は、導管２４内とタンク２７内との圧力差によって閉弁するから、低圧スクロール部２Ａから吐出された圧縮空気は、全て導管２４を通じて高圧スクロール部２Ｂの吸込口８Ｂに供給される。
【００３８】
これにより、高圧スクロール部２Ｂは低圧スクロール部２Ａから吐出された圧縮空気をさらに圧縮し、１．０ＭＰａ程度の圧力まで圧縮された圧縮空気を吐出し、この高圧な圧縮空気をタンク２７内に貯留することができる。
【００３９】
かくして、本実施の形態によれば、高圧スクロール部２Ｂの吸込口８Ｂと吐出口９Ｂとを連結するバイパス配管２９を設けると共に、該バイパス配管２９の途中には逆止弁３０を設けたから、負荷が増大し易い起動時に低圧スクロール部２Ａの負荷を軽減して電動機１０の消費電力を低減することができる。また、タンク２７内の圧力が昇圧して定常時に達したときには、２つのスクロール部２Ａ，２Ｂを直列接続だけの状態で駆動することができるから、スクロール部２Ａ，２Ｂで２段圧縮した高圧な圧縮空気をタンク２７内に供給することができ、タンク２７内に高圧な圧縮空気を貯留することができる。
【００４０】
この結果、バイパス配管２９と逆止弁３０とを付加することによって、起動時には２つのスクロール部２Ａ，２Ｂからのそれぞれの圧縮空気をタンク２７内に供給し、定常時には２つのスクロール部２Ａ，２Ｂで２段圧縮した圧縮空気をタンク２７内に供給することができる。このため、起動時と定常時とで２つの駆動状態を簡単に切換えることができ、例えばバイパス配管２９を省いて常時２段圧縮を行う場合に比べて、起動時の電動機１０の消費電力を低減することができる。
【００４１】
特に、本実施の形態では、バイパス配管２９と逆止弁３０という簡易な付加することによって起動時と定常時とで駆動状態を切換えるから、制御回路等を用いる必要がなく、常時２段圧縮を行う圧縮機に対して安価かつ容易に本発明を適用することができる。
【００４２】
また、吐出配管２６のうちバイパス配管２９との接続点Ｂよりも上流側に位置する上流側管部２６Ａには安全弁３１を設けたから、高圧スクロール部２Ｂからの圧縮空気の圧力（１．０ＭＰａ）よりもタンク２７内の圧力が高くなったときには安全弁３１が閉弁する。このため、タンク２７内から高圧の圧縮流体が高圧スクロール部２Ｂに逆流するのを防止できると共に、バイパス配管２９を通じて低圧スクロール部２Ａからの圧縮流体が高圧スクロール部２Ｂに逆流するのも防止できる。このため、高圧スクロール部２Ｂを通じてタンク２７内等からの圧縮空気が漏洩するの防ぐことができ、信頼性を高めることができる。
【００４３】
なお、前記実施の形態では、本発明を１台の電動機１０で２つのスクロール部２Ａ，２Ｂ（圧縮機構２Ａ，２Ｂ）を駆動するツインラップ型のスクロール式２段空気圧縮機に対して本発明を適用するものとした。
【００４４】
しかし、本発明はこれに限らず、例えば図２に示す第１の変形例のように、別個の電動機でそれぞれ駆動する２台のスクロール式空気圧縮機４１，４２（圧縮機構４１，２４）を導管２４を用いて直列接続したスクロール式２段空気圧縮機に対して本発明を適用してもよい。この場合、高圧段のスクロール式空気圧縮機４２の吐出側にはタンク２７を接続すると共に、導管２４とタンク２７との間を連通するバイパス配管２９を設け、該バイパス配管２９の途中に逆止弁３０を設けるものである。
【００４５】
また、例えば図３に示す第２の変形例のように、１台のスクロール式空気圧縮機５１の圧縮部を２段に分けたスクロール式２段空気圧縮機に対して本発明を適用してもよい。この場合、固定スクロール５２には圧縮室を２段に区画するランド部５３を設け、固定スクロール５２の外周側のラップ部５２Ａと旋回スクロールの外周側のラップ部５４Ａとによって低圧段の圧縮機構５５Ａを構成し、固定スクロール５２の内周側のラップ部５２Ｂと旋回スクロールの内周側のラップ部５４Ｂとによって高圧段の圧縮機構５５Ｂを構成する。また、導管２４を用いてこれらの圧縮機構５５Ａ，５５Ｂを直列接続すると共に、高圧段の圧縮機構５５Ｂの吐出側にタンク２７を接続する。そして、バイパス配管２９を用いて導管２４とタンク２７との間を連結すると共に、該バイパス配管２９の途中に逆止弁３０を設けるものである。
【００４６】
また、前記実施の形態では、バイパス配管２９は、吐出配管２６の下流側管部２６Ｂを通じてタンク２７に連結する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、バイパス配管２９は、例えば吐出配管２６の下流側管部２６Ｂを省いて直接的にタンク２７に連結してもよい。
【００４７】
また、前記実施の形態では、吐出配管２６の途中に安全弁３１を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、安全弁３１を省く構成としてもよい。
【００４８】
また、前記実施の形態では、固定スクロール３Ｂ等とは別部材のバイパス配管２９を用いて高圧スクロール部２Ｂの吸込口８Ｂと吐出口９Ｂとの間を連結すると共に、該バイパス配管２９に逆止弁３０を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば高圧段の固定スクロール３Ｂの内部に吸込口８Ｂと吐出口９Ｂとの間を連結するバイパス通路を設け、該バイパス通路の途中に逆止弁を設ける構成としてもよい。
【００４９】
また、前記実施の形態では、ケーシング１と固定スクロール３Ａ，３Ｂとを別体として形成し、ケーシング１の両端側にボルト等を用いて固定スクロール３Ａ，３Ｂを固定する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばケーシング１と固定スクロール３Ａ，３Ｂとを予め一体に形成し、これにより固定側部材を構成してもよい。
【００５０】
また、前記実施の形態では、２段のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば３段または４段以上の多段スクロール式圧縮機に適用してもよい。この場合、例えば１段目と２段目とを連通する連通路とタンクとの間に逆止弁をもったバイパス通路を設けてもよく、２段目以降とその次段目とを連通する連通路とタンクとの間に逆止弁をもったバイパス通路を設けてもよい。
【００５１】
また、前記実施の形態では、各段毎に固定圧縮比を有する複数段の圧縮機構をもった多段圧縮機として多段のスクロール式圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、吸込側と吐出側の圧力に関係なく圧縮比が一定となった固定圧縮比を有する圧縮機構を多段に接続したものであればよく、例えばスクリュー式圧縮機を多段に接続する構成としてもよい。
【００５２】
また、前記実施の形態では、高圧スクロール部２Ｂの吐出口９Ｂには圧縮空気等を貯留するタンク２７を接続する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、タンク２７に代えて例えば長い配管や負荷側の内部に設けられる貯留槽等のように実質的にタンクの役割を担うものを用いる構成としてもよい。
【００５３】
また、前記実施の形態では、多段圧縮機として２段のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できるものである。
【００５４】
また、前記実施の形態では、駆動手段としての電動機１０の回転軸１３、旋回軸１７を旋回スクロール１８Ａ，１８Ｂに固定する例を示したが、これに限らず、例えば旋回スクロール１８Ａ，１８Ｂ間にプーリが取付けられた従動側の回転軸を設け、ケーシングの外部に設けたモータ（駆動手段）の回転軸と前記プーリとの間にベルト等を介装することにより、旋回スクロール１８Ａ，１８Ｂを旋回駆動する構成としてもよい。
【００５５】
また、旋回スクロール１８Ａ，１８Ｂの中心部に回転軸を取付けるのではなく、例えば特開平７−１０３１５１号公報のように、回転軸を１つの補助クランクに取付ける構成としてもよい。そして、この場合は、２つの旋回スクロールの鏡板を共通の鏡板とすることもできる。
【００５６】
さらに、前記実施の形態では、固定スクロールと旋回スクロールからなるスクロール圧縮機を例としたが、これに限らず、例えば特開平３−１４５５８８号公報のように、駆動されるスクロールに対向するスクロールが同期回転する全回転系のスクロール流体機械に用いてもよい。この場合、同期回転するスクロールが非駆動スクロールとなる。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、複数段の圧縮機構を連通路を用いて順次連結すると共に、いずれかの連通路とタンクとの間には逆止弁をもったバイパス通路を設ける構成としたから、負荷が増大し易い起動時にバイパス通路を通じて例えば２段目以降（後段側）の圧縮機構を迂回し、１段目（前段側）に位置する圧縮機構の負荷を軽減することができ、圧縮機構を駆動する電動機等の消費電力を低減することができる。また、連通路内の圧力（中間圧力）がタンク内の圧力よりも低い定常時には、バイパス通路を遮断して複数段の圧縮機構を完全に直列接続することができる。このため、複数段で圧縮した高圧の圧縮流体をタンク内に貯留することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるスクロール式２段空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】第１の変形例によるスクロール式２段空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図３】第２の変形例によるスクロール式２段空気圧縮機を示す横断面図である。
【符号の説明】
１ケーシング（固定側部材）
２Ａ低圧スクロール部（低圧段の圧縮機構）
２Ｂ高圧スクロール部（高圧段の圧縮機構）
３Ａ低圧段の固定スクロール
３Ｂ高圧段の固定スクロール
１０電動機（駆動手段）
１８Ａ低圧段の旋回スクロール
１８Ｂ高圧段の旋回スクロール
２１Ａ低圧段の圧縮室
２１Ｂ高圧段の圧縮室
２３吸込フィルタ
２４導管（連通路）
２６吐出配管（吐出通路）
２７タンク
２９バイパス配管（バイパス通路）
３０逆止弁
４１低圧段のスクロール式空気圧縮機（圧縮機構）
４２高圧段のスクロール式空気圧縮機（圧縮機構）
５５Ａ低圧段のスクロール圧縮機構（圧縮機構）
５５Ｂ高圧段のスクロール圧縮機構（圧縮機構）

Claims

各段毎に固定圧縮比を有する複数段の圧縮機構をもち、前段の圧縮機構の吐出口と次段の圧縮機構の吸込口との間が連通路により順次連結され、タンクに圧縮流体を貯留する多段圧縮機において、前記連通路と前記タンクとを連結するバイパス通路を設け、該バイパス通路の途中には前記連通路からタンクへのみ流れを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする多段圧縮機。