JP2005214010A - ヘリウム用スクロール圧縮装置 - Google Patents

ヘリウム用スクロール圧縮装置 Download PDF

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Abstract

【課題】
ヘリウム用スクロール圧縮装置において、振動および騒音の低減を図り、装置全体としての信頼性の向上を図ること。
【解決手段】
ヘリウム用スクロール圧縮装置900は、密閉容器1内に圧縮機部、電動機部および潤滑油を収納したスクロール圧縮機100と、潤滑油を外部へ取り出し油冷却器33で冷却して圧縮室に注入する油インジェクション配管200とを備える。圧縮機部は固定スクロールおよび旋回スクロールを噛み合わせて圧縮室を形成し、旋回スクロールを旋回運動させて外周部の吸入口より作動ガスを吸入し圧縮室で作動ガスを圧縮して中央部の吐出口より密閉容器内に吐出する構成とする。作動ガスとしてヘリウムガスを使用する。圧縮室への注入部の手前の油インジェクション配管200に配管振動を吸収可能な配管振動吸収手段705、706を設けている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ヘリウム用スクロール圧縮装置に係り、特に、作動ガスとしてヘリウムガスを用いている超高真空分野のクライオポンプ装置等向けのヘリウム用スクロール圧縮装置に好適なものである。
従来のヘリウム用スクロール圧縮機としては、特開2003−278672号公報(特許文献1)に示されたものがある。
このヘリウム用スクロール圧縮機は、密閉容器内に圧縮機部、これを駆動する電動機部および潤滑油を収納すると共に、作動ガスとしてヘリウムガスを使用し、圧縮機部の圧縮室に潤滑油を注入する油注入管を設けている。
そして、前記圧縮機部は、鏡板に渦巻状のラップを直立した固定スクロールと鏡板に渦巻状のラップを直立させた旋回スクロールとをラップを互いに内側にして噛み合わせて圧縮室を形成し、固定スクロールに中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口とを設けている。そして、旋回スクロールを回転軸に連設する偏心機構に係合して固定スクロールに対し旋回運動させることにより、吸入口より圧縮室に作動ガスを吸入し、圧縮室を中心に移動しつつ容積を減少して作動ガスを圧縮し、吐出口より圧縮された作動ガスを密閉容器内に吐出するようになっている。
また、前記油注入管は密閉容器を貫通して固定スクロールの鏡板に設けた油注入用ポートに接続されている。この油注入用ポートの開口部は、固定スクロールのラップ歯溝部のほぼ中央部に設けられると共に、対向した旋回スクロールのラップ歯厚より大きい円形穴に形成されて旋回スクロールの旋回運動により圧縮室とラップ外周部の吸入室とに間欠的に連通されるように構成されている。
さらには、密閉容器内に溜められた潤滑油に連通する油取り出し管と、スクロール圧縮機の圧縮室に連通する油注入管とを備え、この両者の間に油冷却器および絞り手段を接続することにより油インジェクション配管が構成されている。スクロール圧縮機内の底部に溜められた潤滑油は、潤滑油に加えられる吐出圧力と圧縮室の圧力との差圧によって、油取り出し管を通って取り出され、油冷却器で適宜冷却されると共に、絞り手段で減圧され、油注入管からスクロール圧縮機の圧縮室へ注入される。これによって、スクロール圧縮機が冷却され、性能向上および信頼性向上が図られる。
特開2003−278672号公報
しかし、上述した従来技術では、圧縮室の変動する圧力により、インジェクション配管を流れる油の流量が変動するため、ザワザワ音、ガサガサ音といった耳障りな騒音と大きな振動が発生する。特に、油インジェクション量を調節するための絞り手段による減圧作用で配管内の圧力脈動が大きくなり、冷却油の流量が大きく変動し、上記耳障りな騒音と振動が増幅されるという問題があった。
上記現象は低い運転圧力比条件において顕著である。それは圧縮室内の圧力脈動が大きくなるためである。圧力比1.7〜2.2など低い運転圧力比域条件にて顕著な圧力脈動幅を呈する。また、油インジェクション量が15リットル/分流れる12HPクラスの大形ヘリウム圧縮機においては、油注入管内の圧力脈動幅が大きく、その配管部の振動・騒音が異常に高くなるおそれがあった。
本発明の目的は、振動および騒音の低減を図り、装置全体としての信頼性の向上を図るヘリウム用スクロール圧縮装置を得ることにある。
前記目的を達成するために、本発明は、密閉容器内に圧縮機部、電動機部および潤滑油を収納したスクロール圧縮機と、前記密閉容器内の潤滑油を外部へ取り出し油冷却器で冷却して前記圧縮機部の圧縮室に注入する油インジェクション配管と、を備え、前記圧縮機部は、それぞれ鏡板に渦巻状のラップを直立した固定スクロールおよび旋回スクロールを噛み合わせて前記圧縮室を形成し、前記旋回スクロールを自転することなく前記固定スクロールに対し旋回運動させ、外周部の吸入口より作動ガスを吸入し前記圧縮室で作動ガスを圧縮して中央部の吐出口より前記密閉容器内に吐出する構成とし、前記作動ガスにヘリウムガスを使用し、前記圧縮室への注入部の手前の前記油インジェクション配管に配管振動を吸収可能な配管振動吸収手段を設けた構成にしたことにある。
係る本発明のより好ましい具体例は次の通りである。
(1)前記密閉容器の取り出し部の直後の前記油インジェクション配管に配管振動を吸収可能な配管振動吸収手段を設けたこと。
(2)前記配管振動吸収手段はフレキシブル管で構成したこと。
(3)前記油インジェクション配管は油インジェクション量の調節可能な絞り手段を少なくとも二段階に備えたこと。
(4)前記油インジェクション配管は、前記油冷却器と前記スクロール圧縮機との間に配管曲り部を略直角に有し、この配管曲り部よりスクロール圧縮機側に前記配管振動吸収手段を備えた。
本発明のヘリウム用スクロール圧縮装置によれば、振動および騒音の低減を図り、装置全体としての信頼性の向上を図ることができる。
以下、本発明のヘリウム用スクロール圧縮機の複数の実施例を図1から図15を用いて説明する。
まず、図1を参照しながら第1実施例のヘリウム用スクロール圧縮装置を用いたヘリウム冷凍装置に関して説明する。図1は本発明の第1実施例になるヘリウム用スクロール圧縮装置を備えたヘリウム冷凍装置の構成図である。
ヘリウム冷凍装置は、冷凍サイクルを構成する機器と、スクロール圧縮機100内の潤滑油24(図2参照)を外部で冷却してスクロール圧縮機100の圧縮室に注入するインジェクション配管200と、スクロール圧縮機100の回転数を制御する制御装置(図示せず)と、を備えて構成されている。
冷凍サイクルは、スクロール圧縮機100、油分離器70、ガス冷却器500及びヘリウム冷凍機80を備えて構成されている。これらの機器は、配管320、330、340、300を介して直列に接続されて作動冷媒を循環させる閉ループとなるように構成されている。また、油分離器70からガス冷却器50及び冷凍機80をバイパスしてスクロール圧縮機100に油を戻す配管310が設けられている。この冷凍サイクルの作動冷媒としてはヘリウムガスが用いられている。
係る冷凍サイクルの動作を説明する。スクロール圧縮機100から吐出された高温、高圧のヘリウムガスは油分離器70で油を分離した後、ガス冷却器50で冷却される。次に、ヘリウムガスはヘリウム冷凍機80で断熱膨張された後、配管340、300を通して常温の吸入ガスとしてスクロール圧縮機100に戻される。このようにして、冷凍装置としての機能が得られる。この冷凍サイクルの運転中に油分離器70で分離された油は、配管310を通して圧縮機100に戻される。
油インジェクション配管200は、配管振動吸収手段706、絞り手段257、油ストレーナ56、油冷却器33および配管振動吸収手段705を備えている。これらの構成要素を、油配管51〜54を介して、圧縮機100の油取り出し管30と油注入管31との間に直列に接続することにより、油インジェクション配管200が構成されている。また、配管振動吸収手段705、706は、フレキシブル管で構成されている。
係る油インジェンクション配管200の動作を説明する。スクロール圧縮機100内の底部に溜められた潤滑油24は、密閉容器1内で加えられる吐出圧力(高圧圧力)と注入される圧縮室8の圧力(吐出圧力以下の圧力)との差圧によって、図1の点線矢印に示すように流れる。即ち、潤滑油24は次の通り供給される。差圧により密閉容器1内の底部から油取り出し管30内に流入して外部へ取り出され、外部の油配管51を通して取り出し部の直後に設けられた配管振動吸収手段706に至る。さらに油配管52を通して一段目の第1の絞り手段257(オリフィスタイプの絞り構造)により減圧された後、油ストレーナ56で塵埃などが除去され、油冷却器33で適宜冷却される。さらに油配管53を通って二段目の第2の絞り手段253(オリフィスタイプの絞り構造)により減圧された後、油配管54を通って圧縮室8への注入部の直前に設けられた配管振動吸収手段705に至る。さらに油注入管31を通してスクロール圧縮機100の圧縮室8へ注入される。
このようにして、スクロール圧縮機100が冷却されることにより、スクロール圧縮機100の性能向上および信頼性の向上を図ることができる。
また、圧縮室8への注入部の手前の油インジェクション配管200に配管振動を吸収可能な配管振動吸収手段705を設けているので、油インジェクション配管部の振動および耳障りな騒音の低減を図ることができる。そして、密閉容器1の取り出し部の直後の油インジェクション配管200に配管振動を吸収可能な配管振動吸収手段706を設けているので、この点からも油インジェクション配管部の振動および耳障りな騒音の低減を図ることができる。なお、配管振動吸収手段705、706はフレキシブル管で構成されているので、油インジェクション配管200に簡単に設けることができる。
さらには、油インジェクション配管200に油インジェクション量の調節可能な絞り手段257、253を複数段階(本実施例では二段階)に備えているので、油配管内の圧力変動が減衰して圧力脈動幅が小さくなる。このため、油配管内部の呼吸作用に似た油の速度の変動が小さくなり、その結果、配管内の油流動がスムースとなり、従来の耳障りな騒音発生は解消されることになる。また、配管振動も低減される。この配管振動低減作用と騒音低減作用は、高圧側の吐出圧力と下流側の圧縮室8の変動する圧力の差の大きくなる低圧力比条件で機能を発揮する。また、ヘリウム圧縮機100の油注入管31の根本部に大きな応力が作用しなくなり、配管亀裂に至ることを未然に防止できる。すなわち、油注入管内の圧力脈動幅が小さくなり、その配管部の振動・騒音が大きく低下し、圧縮機ユニット全体としての信頼性確保・品質改善に効果がある。
このように、本実施例の構成にすることにより、次の効果がある。
(1)油インジェクション配管部の振動が大きく低減し、配管亀裂に至ることを防止できる。
(2)配管振動低減とともに、配管流動にともなう耳障り音の解消、さらに圧縮装置全体の騒音低減が図れる。
(3)圧縮装置の信頼性向上、圧縮装置の品質向上を図ることができる。
次に、図2から図5を参照しながらスクロール圧縮機100を説明する。図2は図1のヘリウム用スクロール圧縮装置900に用いるスクロール圧縮機の縦断面図、図3は図2の要部拡大詳細図、図4は図2の左側面図、図5は図2の右側面図である。
スクロール圧縮機100は、密閉容器1内に圧縮機部と電動機部3とを左右に配置した横型構成である。密閉容器1は、中央ケーシング部1aと、その両側に溶接して固定されたキャップ部1b、1cとから構成されている。密閉容器1内はフレーム11によって吐出室2aと電動機室2c、2d、2eとに区画されている。また、フレーム11には電動機部3を支持する筒状の側壁11aが形成されている。この側壁11aは、2箇所の周縁部がフランンジ状に形成され、その周縁部の外周が密閉容器1に固着され、3つの電動機室2c、2d、2eを形成している。電動機部3の電動機ステータ3aはこの側壁11a内にて支持されている。
圧縮機部は固定スクロール5と旋回スクロール6とフレーム11とを備えて構成されている。固定スクロール5と旋回スクロール6とは、互いに噛み合わされて配置され、これらの間に密閉空間である圧縮室8が形成される。
固定スクロール5は、円板状の鏡板5aと、これに直立しインボリウト曲線あるいはこれに近似の曲線に形成されたラップ5b(図6参照)とを備えて構成され、中心部に圧縮室8からの作動ガスを吐出するための吐出口10が形成されると共に、外周部に圧縮室8へ作動ガスを吸入するための吸入口14を備えている。吐出口10は吐出室1aに開口されている。旋回スクロール6は、円板状の鏡板6aと、これに直立し固定スクロール5のラップ5bと同一形状に形成されたラップ6b(図10参照)と、鏡板6aの反ラップ面に形成されたボス部6cとを備えて構成されている。
フレーム11は中央部にコロ軸受で構成された主軸受26が設けられ、この主軸受26には回転軸82が支承されている。回転軸82の一側には偏心軸82aが形成されている。この偏心軸82aは、旋回スクロール6のボス部6cに旋回運動が可能なように挿入されている。なお、旋回スクロール6のボス部6cには旋回軸受32が設けられているので、偏心軸82aはこの旋回軸受32内に挿入されることとなる。偏心軸82aの根本部分にはバランスウエイト9が装着されている。回転軸82の他側には電動機軸82bが形成されている。電動機軸82bには電動機部3の電動機ロータ3bが直結されている。電動機室2c、2d、2e内にあって副軸受27を支えるサイドカバー272が設けられている。電動機軸82bの端部は副軸受27に支承されている。
フレーム11には固定スクロール5が複数本のボルト81によって固定されている。旋回スクロール6は、フレーム11と旋回スクロール6との間に配置され、オルダムリングおよびオルダムキーよりなるオルダム機構14によってフレーム11に支承され、固定スクロール5に対して自転しないで旋回運動をするように構成されている。
固定スクロール5の吸入口15には密閉容器1を貫通して吸入管17が接続されている。吸入管17は、キャップ部1aの側面上部を水平方向に貫通して外部に突出し、さらに上方に延びてL字状に形成されている。吸入管17は吸入配管17aと継パイプ17bとから構成されている。吸入管17の継パイプ17bと固定スクロール5との間には高圧部と低圧部とをシールするOリング21aが設けられている。また、吸入口15内には逆止弁13が設けられている。この逆止弁13は、圧縮機停止時の回転軸82の逆転を防止することや、密閉容器1内の潤滑油24が低圧側に流出するのを防止することなどのために設けられている。
吐出口10が開口している吐出室2aは通路18aを介して電動機室2c、2d、2eと連通されている。この電動機室2c、2d、2eは密閉容器1の中央ケーシング部1bを貫通する吐出管19に連通されている。吐出管19は中央ケーシング部1bの最上部より上方に突出されている。従って、吐出管19と吸入管17とに冷凍サイクルの配管を同一方向から容易に接続できる。
また、電動機室2cは、電動機ステータ3aとフレーム11の側壁11aとの隙間20aおよび電動機ステータ3aと電動機ロータ3bとの隙間20bを介してサイドカバー272の内部空間109bと連通されている。フレーム11の下端部の矩形状溝部11g、11k(図8参照)は、吐出室2aに溜まった潤滑油24を電動機室2c側に移動せしめるための連通用油溝である。油面計45は電動機室2dの運転中の油面を管理するためにキャップ部1cの側面に取り付けられている。電源部57は電動機部3に電力を供給するためにキャップ部1cの側面に密閉容器1に取り付けられている。
旋回スクロール6の鏡板6aの背面には、フレーム11で囲まれた空間77(以下背圧室と呼ぶ)が形成されている。この背圧室77には、運転中に旋回スクロール6の鏡板6aに穿設した細孔6e、6f(図10参照)を介して吸入圧力と吐出圧力との中間の圧力Pmの作動流体が導入され、旋回スクロール6を固定スクロール5に押付ける軸方向の付与力が与えられる。
上記構成において、電動機部3に通電されて電動機ロータ3bが回転されると、電動機ロータ3bに直結した電動機軸82bが回転されて偏心軸82aが偏心回転される。これによって、旋回軸受32を介して旋回スクロール6が旋回運動される。この旋回運動により、圧縮室8は周囲から次第に中心に移動して容積が減少する。これに伴って、作動ガスは吸入管17から吸入口15を経て吸入室5fへ入り圧縮室8で圧縮が開始されると共に、主軸受26および旋回軸受32を潤滑した油は旋回スクロール6の旋回スクロール鏡板6aの細穴6d、6fから圧縮室8へ流入して前記作動ガスに混入する。この油を含んだ作動ガスは、圧縮室8で圧縮された後に吐出口10から吐出室2aへ吐出され、通路18aを通って電動機室2cへ流入する。なお、図2において、実線の矢印は作動ガスであるヘリウムガスの流れを、破線の矢印は油の流れをそれぞれ示している。
通路18a電動機室2cに流入した作動ガス(油を含む)は、電動機室2cからサイドカバー272を通って電動機室2dに至り、さらにはフレーム11の側壁11aの周縁部を通って電動機室2eに至る。この過程で、作動ガス中に含まれる油の一部分が分離される。そして、作動ガスは吐出管20を通って冷凍サイクルへ流出される。なお、分離された油は密閉容器1の底部に留められる。
潤滑油24は密閉容器1の底部に溜められている。油吸上管96dは、その上端部がサイドカバー272の軸受支持部に装着され、その下端部が潤滑油24内に開口されている。潤滑油24は、密閉容器1内の電動機室2dの高圧圧力と背圧室77の中間圧力Pmとの差圧により、油吸上管96dを通してサイドカバー272と回転軸82の端部とで形成される空間に吸上げられた後、回転軸82内の給油穴を流れ、旋回軸受32、主軸受26および補助軸受27へ給油される。主軸受26および旋回軸受32へ給油された油は背圧室77を経て穴6e、6fを介して圧縮室8へ注入されて圧縮ガスと混合され、吐出ガスと共に吐出室2aへ吐出される。
また、密閉容器2のキャップ部1bには、油取り出し管30が貫通して取り付けられている。油取り出し管30は、その上端部が外部の油配管51に接続され、その下端部である流入部30aが内部の潤滑油22内に開口されている。油配管51は油取り出し管30の接続部からL字状に形成されて後方に突出されている。油配管51には、図5に示すように、配管振動吸収手段706が設けられている。この配管振動吸収手段706は、密閉容器1から潤滑油24を取り出す部分の直後に設けられている。
密閉容器2のキャップ部1aには、圧縮途中の圧縮室8へ油を注入する油注入管31が貫通して取り付けられている。油注入管31はL字状に形成されて後方に突出されている。キャップ1aと油注入管31とを漏れなく一体化するために継ぎ手31fが設けられている。
油配管51と油注入管31とは、同一方向突出しているので、油インジェクション配管200の構成要素(本実施例では配管振動吸収手段705、706)を容易に接続することができる。
係る構成によって、潤滑油24は、密閉容器1内の高圧圧力と圧縮室8の中間圧力との差圧によって、油取り出し管30から油配管51を通して導かれ、除塵および冷却された後に、油注入管31を通して圧縮室8内に供給される。
次に、図6から図9を主に参照しながら固定スクロール5および油注入管31に関して説明する。図6は図2の固定スクロールの平面図、図7は図2の固定スクロールの縦断面図、図8は図2のA−A断面図、図9は図2の油注入管の部分断面図である。
固定スクロール5は、その鏡板5aに、中心部に開口する吐出口10と、外周部に開口する吸入口15と、ラップ歯溝部に開口する油注入用ポート22とが設けられている。吐出口10は両側から設けられた二つの穴15a、15bから形成されている。固定スクロール5のラップ歯厚tは旋回スクロール6のラップ歯厚tと同一に設定されている。固定スクロール5のラップ歯溝幅Dtは旋回スクロール6のラップ歯溝幅Dtと同一に設定されている。
油注入用ポート22は、1個にて両方の圧縮室8へ潤滑油24を注入できるもので、ラップ歯溝部のほぼ中央部に開口して設けられている。油注入用ポート22の開口部は、その口径doが旋回スクロール6のラップ歯厚t(図10参照)より大きい円形穴に形成されている。これにより、油インジェクション時の油撃現象を抑制できる。
油注入用ポート22の開口部位置におけるラップ巻き角度(インボリュート伸開角)をλoil、ラップ巻き終り角度(インボリュート伸開角)をλl、円周率をπとしたとき、旋回スクロール6の旋回運動により圧縮室8とラップ外周部の吸入室5fとに間欠的に連通されるように、油注入用ポート22の開口部の位置はλoil/(λl−π)=0.90〜0.95の範囲内に設定されている。この油注入用ポート22の開口部の位置は、従来技術より圧縮開始側の低圧側に位置をずらしていることが特徴である。具体例としては、λoil=14.7rad、λl=19.2radとなる位置設定とすることが好ましい。
油注入管31は、図2および図9に示すように、密閉容器1を貫通する配管部材31aと、固定スクロール6の油注入用ポート22に係合される継ぎ手部材31bから構成されている。両部材31a、31bは銀ロー付け部31eにて一体化されて油注入管31を構成している。
継ぎ手部材31bには絞り部31cが形成されている。この絞り部31cは継ぎ手部材31bの外周面から全周にわたって凹部31dを形成することにより構成されている。油注入用ポート22と係合する油注入管31の絞り部31cの最少口径Dは油注入用ポート22の開口部の口径doより小さく設定されている。具体的には、絞り部31cの最少口径Dが油注入用ポート22の開口部の口径doに対してD/do=0.5〜0.6の範囲内となるように設定されている。また、絞り部31cの通路長さLが前記絞り部31cの最少口径Dに対してL/D値がほぼ2以下になるように設定されている。このような絞り手段31cを油インジェクション配管200の下流部に設ける構造により、圧縮室8側の7〜8kg/cmという大きな圧力変動を配管部には、1kg/cm前後と減衰できるものである。その結果、油注入管31内の圧力脈動を大きく低減し、配管振動を小さくできるものである。また、一方では、給油差圧の小さい低い運転圧力比域においても、冷却用インジェクション油量を確保できる絞り仕様としているので、高い性能、圧力脈動を低下できる機能及び必要冷却油量を確保できる機能の3つの機能面を満足できる。
次に、図10および図11を参照しながら旋回スクロール6に関して説明する。図10は図2の旋回スクロールの平面図、図7は図2の旋回スクロールの縦断面図である。
旋回スクロール6は、円板状の鏡板6aと、これに直立し、固定スクロールのラップと同一形状に形成されたラップ6bと、鏡板の反ラップ面に形成されたボス部6cとからなっている。両スクロール5、6のラップ形状としては、ラップ巻き終り角度をλl、ラップ巻き始め角度をλS、旋回半径εthとスクロールラップの基礎円半径aとの比をα、円周率をπとしたとき、設定容積比VrをVr=(2λl−4π+α)/(2λS+2π+α)となるように設定し、スクロールラップ部の設定容積比Vrがほぼ2.1のスクロール歯形形状を有するものである。これによって、低い運転圧力比域(主に圧力比1.8〜2.3域)においても圧縮機動力の少ない高い性能が得られる。
次に、本発明の第2実施例について図12〜図14を用いて説明する。図12は本発明の第2実施例のヘリウム用スクロール圧縮装置の要部構成図、図13は図12の比較例の要部構成図、図14は第2実施例およびその比較例の油インジェクション配管の振動値の特性比較図である。この第2実施例は、次に述べる通り第1実施例と相違するものであり、その他の点については第1実施例と基本的には同一である。
この第2実施例は、図12に示すように、油インジェクション配管200の外部配管における絞り手段が一つの絞り手段253で構成されている。油配管52は、油配管51と油ストレーナ56との間を接続する配管であり、その途中に配管曲り部52aを略直角に有し、この配管曲り部52aより油配管51(スクロール圧縮機100)側に配管振動吸収手段702が備えられている。油配管54は、油抽出配管31と絞り手段253との間を接続する配管であり、その途中に配管曲り部54aを略直角に有し、この配管曲り部54aより油抽出配管51(スクロール圧縮機100)側に配管振動吸収手段701が備えられている。
一方、比較例は、図13に示すように、配管振動吸収手段702が油配管52の配管曲り部52aと油ストレーナ56との間に設けられ、配管振動吸収手段701が油配管53の略直角の配管曲り部53aと油冷却器33との間に設けられている。
この比較例のように配管振動吸収手段702、701を設けた場合には、油配管内の流動する油の方向変換すること、曲がりによる油流動による流体力が配管に作用する。その結果、図13に示すように配管52、53が大きく上下方向や左右方向に振動することになり、図14の従来機として示すように大きな振動値となる。そのため、圧縮機100の油取り出し口51および油注入管31の根本部に大きな応力が作用し、配管亀裂に至るおそれがある。
これに対して、この第2実施例のように配管振動吸収手段702、701を設けた場合には、配管曲り部52a、54aに流体力が作用しても、配管振動吸収手段702、701が油取り出し口51側および油注入管31側で配管振動を吸収するので、図14の本実施例に示すように従来機に対して、1/3〜1/2に振動値を低減できる。これによって、圧縮機100の油取り出し口51および油注入管31の根本部に大きな応力が作用することを防止することができ、配管亀裂を防ぐことができる。
次に、本発明の第3実施例について図15を用いて説明する。図15は本発明の第3実施例のヘリウム用スクロール圧縮装置の要部構成図である。この第3実施例は、次に述べる通り第2実施例と相違するものであり、その他の点については第2実施例と基本的には同一である。
この第3実施例では、油注入管31が直管構造であり、その直近手前に配管振動吸収手段705を配置すると共に、油インジェクション量を調節する絞り部を絞り手段253、257と2段階にして圧力減衰せしめるようにし、さらには油ストレーナを省略したものである。この第3実施例でも第2実施例と同様の効果を得ることができる。
本発明の一実施例になるヘリウム用スクロール圧縮機を備えたヘリウム冷凍装置の構成図である。 本発明の第1実施例になるヘリウム用スクロール圧縮機の縦断面図である。 図2の要部拡大詳細図である。 図2の左側面図である。 図2の右側面図である。 図2の固定スクロールの平面図である。 図2の固定スクロールの縦断面図である。 図2のA−A断面図である。 図2の油インジェクション管の部分断面図である。 図2の旋回スクロールの平面図である。 図2の旋回スクロールの縦断面図である。 本発明の第2実施例のヘリウム用スクロール圧縮装置の要部構成図である。 図12の比較例の要部構成図である。 第2実施例およびその比較例の油インジェクション配管の振動値の特性比較図である。 本発明の第3実施例のヘリウム用スクロール圧縮装置の要部構成図である。
符号の説明
1…密閉容器、2a…吐出室、2c、2d、2e…電動機室、3…電動機部、3a…電動機ステータ、3b…電動機ロータ、5…固定スクロール、5a…固定スクロール鏡板、5b…ラップ、5f…吸入室、6…旋回スクロール、6a…旋回スクロール鏡板、6b…ラップ、6c…ボス部、8…圧縮室、10…吐出口、11…フレーム、14…オルダム機構、15…吸入口、17…吸入管、18a、18b…通路、19…吐出管、21a…Oリング、22…油注入ポート、24…潤滑油、26…主軸受、27…補助軸受、30…油取り出し管、30a…流入部、31…油注入管、31a…配管部材、31b…継ぎ手部材、31c…絞り部、31d…凹部、32…旋回軸受、33…油冷却器、50…ガス冷却器、51〜54…油配管、56…油ストレーナ、70…油分離器、80…ヘリウム冷凍機、82…回転軸、82a…偏心軸、82b…電動機軸、100…ヘリウム用スクロール圧縮機、216…Oリング、253、257…絞り手段、272…サイドカバー、300、310、320、330、340…配管、701、702、705、706…配管振動吸収手段、900…ヘリウム用スクロール圧縮装置。

Claims (5)

  1. 密閉容器内に圧縮機部、電動機部および潤滑油を収納したスクロール圧縮機と、
    前記密閉容器内の潤滑油を外部へ取り出し油冷却器で冷却して前記圧縮機部の圧縮室に注入する油インジェクション配管と、を備え、
    前記圧縮機部は、それぞれ鏡板に渦巻状のラップを直立した固定スクロールおよび旋回スクロールを噛み合わせて前記圧縮室を形成し、前記旋回スクロールを自転することなく前記固定スクロールに対し旋回運動させ、外周部の吸入口より作動ガスを吸入し前記圧縮室で作動ガスを圧縮して中央部の吐出口より前記密閉容器内に吐出する構成とし、
    前記作動ガスにヘリウムガスを使用し、
    前記圧縮室への注入部の手前の前記油インジェクション配管に配管振動を吸収可能な配管振動吸収手段を設けたヘリウム用スクロール圧縮装置。
  2. 請求項1に記載されたヘリウム用スクロール圧縮装置において、前記密閉容器の取り出し部の直後の前記油インジェクション配管に配管振動を吸収可能な配管振動吸収手段を設けたヘリウム用スクロール圧縮装置。
  3. 請求項1または2に記載されたヘリウム用スクロール圧縮装置において、前記配管振動吸収手段はフレキシブル管で構成したヘリウム用スクロール圧縮装置。
  4. 請求項1に記載されたヘリウム用スクロール圧縮装置において、前記油インジェクション配管は油インジェクション量の調節可能な絞り手段を少なくとも二段階に備えたヘリウム用スクロール圧縮装置。
  5. 請求項1に記載されたヘリウム用スクロール圧縮装置において、前記油インジェクション配管は、前記油冷却器と前記スクロール圧縮機との間に配管曲り部を略直角に有し、この配管曲り部よりスクロール圧縮機側に前記配管振動吸収手段を備えたヘリウム用スクロール圧縮装置。
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