JP2864654B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ヘリウムガスなどを圧縮するために使用す
るスクロール圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来、この種圧縮機は、例えば特開昭61−126396号公
報に記載され、かつ、第15図に示したように、鏡板
（ａ）にラップ（ｂ）を立設して成る固定スクロール
（Ａ）と、同じく鏡板にラップ（ｃ）を立設させた可動
スクロール（Ｂ）とを備え、これら各スクロール（Ａ）
（Ｂ）を互いに対設させて、前記各ラップ（ｂ）（ｃ）
の対向面間に２系統の圧縮室を形成すると共に、前記固
定スクロール（Ａ）の鏡板（ａ）で、そのラップ（ｂ）
の巻回方向中間位置に、前記圧縮室に開口される冷却用
油の注入口（Ｄ）を形成して、該注入口（Ｄ）から前記
圧縮室内に冷却用油を注入することにより、該圧縮室で
圧縮されるガスの冷却を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 所が、以上のスクロール圧縮機では、前記可動スクロ
ール（Ｂ）の固定スクロール（Ａ）に対する公転駆動時
に、前記可動スクロール（Ｂ）のラップ（ｃ）が前記注
入口（Ｄ）を閉塞することがあり、このとき、該注入口
（Ｄ）から前記圧縮室への油注入が中断されてウォータ
ハンマーに似た現象が発生し、このため油注入配管側で
圧力脈動が生じ、この配管などの折損を招くことがあっ
た。また、前記スクロール圧縮機では、前記固定スクロ
ール（Ａ）の鏡板（ａ）でラップ（ｂ）の巻回方向中間
位置に前記注入口（Ｄ）を設け、この注入口（Ｄ）から
前記各ラップ（ｂ）（ｃ）の閉じ込み終了後に形成され
る前記圧縮室内に冷却用油を注入するようにしているた
め、換言すれば、冷却用油で冷却される以前のガスを前
記圧縮室内に吸入し、この圧縮室内の吸入ガスを冷却用
油で冷却するようにしているため、冷却用油による吸入
ガスの効果的な冷却を行うことができず、特に吸入ガス
が高温の場合には、前記圧縮室への吸入量が少なくなっ
て、圧縮効率が低下する問題もあった。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、そ
の目的は、ウォータハンマーに似た現象の発生を未然に
阻止して、油注入配管などの折損事故を確実に防止する
ことができ、また、冷却用油による吸入ガスの効果的な
冷却を行って、圧縮効率を向上させることができるスク
ロール圧縮機を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、第１の発明は、鏡板（2
1）（31）にラップ（22）（32）を立設させた固定スク
ロール（２）と可動スクロール（３）とを備え、冷却用
油を注入する油注入手段を備えたスクロール圧縮機にお
いて、前記各スクロール（２）（３）における各ラップ
（22）（32）の閉じ込み始端側位置で、該各ラップ（2
2）（32）の少なくとも一方にぬすみ（23）（33）を設
けると共に、前記固定スクロール（２）の鏡板（21）
に、前記ぬすみ（22）（32）の領域内に介入する油注入
口（５）を設けたことを特徴とするものである。

また、第２の発明は、以上のスクロール圧縮機におい
て、前記固定スクロール（２）の鏡板（21）で、前記各
ラップ（22）（32）の閉じ込み始端側位置に、複数の油
注入口（５）を、前記可動スクロール（３）のラップ
（32）により交互に閉塞されるように設けたことを特徴
とするものである。

（作用） 第１の発明では、前記冷却用油の注入口（５）が、前
記各ラップ（22）（32）の閉じ込み始端側位置で、各ラ
ップ（22）（32）の少なくとも一方側に設けたぬすみ
（23）（33）に介入するように形成されているため、前
記固定スクロール（２）に対する可動スクロール（３）
の公転駆動時に、該可動スクロール（３）のラップ（3
2）が前記油注入口（５）を閉塞することなく、この油
注入口（５）からの冷却用油が前記ぬすみ（23）（33）
を介して吸入ガスに間断なく注入されるのであり、従っ
て、ウォータハンマーに似た現象の発生を未然に阻止で
きるのであり、また、前記注入口（５）が前記各ラップ
（22）（32）の閉じ込み始端側位置に形成され、吸入終
了直前のガスに対し冷却用油が注入されることから、吸
入ガスの効果的な冷却が行われ、圧縮機の圧縮効率が向
上されるのである。

第２の発明では、前記固定スクロール（２）の鏡板
（21）で前記各ラップ（22）（32）の閉じ込み始端側位
置に、前記油注入口（５）の複数個が前記可動スクロー
ル（３）のラップ（32）により交互に閉鎖されるように
設けられているため、前述した第１発明の場合と同様
に、ウォータハンマーに似た現象の発生が未然に阻止さ
れ、また、吸入ガスの効果的な冷却が行われ、圧縮機の
圧縮効率が向上される。

（実施例） 第１図に示したスクロール圧縮機は、密閉ケーシング
（１）の内方上部に、鏡板（21）にラップ（22）を立設
して成る固定スクロール（２）と、同じく鏡板（31）に
ラップ（32）を立設して成る可動スクロール（３）を上
下対向状に配設すると共に、該各スクロール（２）
（３）の下部側に、この可動スクロール（３）に連動連
結される駆動軸（41）をもったモータ（４）を配設し、
該モータ（４）の駆動に伴う駆動軸（41）の回転によ
り、前記可動スクロール（３）を固定スクロール（２）
に対して公転駆動させて、吸入管（11）から導入される
ヘリウムなどのガスを、前記各ラップ（22）（32）間に
形成される２系統の圧縮室（Ｘ）（Ｙ）で圧縮して、高
圧ガスを前記固定スクロール（２）の中心に設けた吐出
孔（12）から前記ケーシング（１）の上方向頭部位に接
続した吐出管（13）を経て外部へと吐出させるようにし
ている。

また、前記吐出管（13）には、吐出ガス中に混入した
油を回収する油分離器（14）を接続して、この分離器
（14）を通過したガスを膨張器ユニット（図示せず）に
吐出させるようになすと共に、前記油分離器（14）に油
注入配管（15）を介して油冷却器（16）を接続し、該冷
却器（16）で冷却された油を後記する油注入口（５）か
ら注入し、前記各スクロール（２）（３）間で圧縮する
作動ガスの冷却を行なうようにするものである。

しかして、以上のスクロール圧縮機において、前記各
スクロール（２）（３）における各ラップ（22）（32）
の閉じ込み始端側位置、即ち、前記可動スクロール
（３）の固定スクロール（２）に対する公転時に、前記
各圧縮室（Ｘ）（Ｙ）を閉じ込める前記ラップ（22）
（32）の始端位置で、この各ラップ（22）（32）の少な
くとも一方側に、ぬすみ（23）（33）を設けると共に、
前記固定スクロール（２）の鏡板（21）に、前記ぬすみ
（22）（32）の領域内に介入される油注入口（５）を設
けたのである。

具体的には、第２〜第４図で示したように、前記固定
スクロール（２）におけるラップ（22）の一方側巻き終
り端部（22a）に、該ラップ（22）の下端側一部を第４
図のように切り取ったぬすみ（23）を設け、このぬすみ
（23）との対向部位から前記ラップ（22）と鏡板（21）
とを貫通して上下方向に延びる前記油注入口（５）を形
成し、該注入口（５）の上端を前記油注入配管（15）に
接続すると共に、前記ラップ（22）のもう一方の巻き終
り端部（22b）で、前記可動スクロール（３）側のラッ
プ（32）と対向する外周面側に、下壁外面一部を切り取
ったぬすみ（23）を設けて、このぬすみ（23）から前記
鏡板（21）の下面側へと延びる外部開口の開口溝（5a）
をもち、かつ、該開口溝（5a）から前記鏡板（21）を貫
通して上部側に至る油注入口（５）を形成し、該注入口
（５）の上端を前記油注入配管（15）に接続させる。

前記固定スクロール（２）のラップ巻き終り端部（22
a）に形成するぬすみ（23）は、第５図で示したごと
く、前記ラップ（22）のもう一方の巻終り端部（22b）
に設けるぬすみ（23）と同様に、下壁内面一部を切り取
って形成し、このぬすみ（23）から前記鏡板（21）の下
面側へと延びる外部開口の開口溝（5a）をもち、かつ、
該開口溝（5a）から前記鏡板（21）を貫通して上部側に
至る油注入口（５）を形成するようにしてもよい。

また、第６〜第８図で示したように、前記可動スクロ
ール（３）におけるラップ（32）の巻き終り端部で、前
記固定スクロール（２）における一方の巻終り端部（22
b）に設けたぬすみ（23）との対向部位に、前記ラップ
（32）の下端側一部を切り取ったぬすみ（33）を形成す
ると共に、前記ラップ（32）の巻回方向中間部で、前記
固定スクロール（２）のラップ巻き終り端部（22a）に
設けたぬすみ（23）との対向部位に、上壁外面一部を切
り取ったぬすみ（33）を設けて、これら各ぬすみ（23）
（33）を介し前記注入口（５）から注入される冷却用油
を、前記各圧縮室（Ｘ）（Ｙ）内が前記各ラップ（22）
（32）で閉じ込められる直前に注入させるようにしても
よい。

前記可動スクロール（３）のラップ巻き終り端部に形
成するぬすみ（33）は、第９図で示したごとく、前記ラ
ップ（32）の巻回方向中間部に設けたぬすみ（33）と同
様に、上壁内面一部を切り取って形成するようにしても
よい。

また、前記固定スクロール（２）に前記ぬすみ（23）
（23）を設ける場合、前記可動部材（３）のぬすみ（3
3）（33）は必ずしも必要でない。

以上のように、前記各スクロール（２）（３）におけ
るラップ（22）（32）に、それぞれ互いに対向される前
記ぬすみ（23）（33）を形成して、これら各ぬすみ（2
3）（33）に介入するように前記油注入口（５）を設け
たことにより、前記固定スクロール（２）に対する可動
スクロール（３）の公転駆動時に、該可動スクロール
（３）のラップ（32）が前記油注入口（５）を閉塞する
ことなく、この油注入口（５）からの冷却用油が前記各
ぬすみ（23）（33）を介して吸入ガスに間断なく注入さ
れるのであり、従って、ウォータハンマーに似た現象の
発生が未然に阻止される。また、前記各注入口（５）が
各ラップ（22）（32）の閉じ込み始端側位置に形成され
て、前記各圧縮室（Ｘ）（Ｙ）がガス吸入を終了する直
前のガスに対し、前記各油注入口（５）から冷却用油が
注入されるため、該油による吸入ガスの効果的な冷却が
行われ、つまり、たとえ吸入ガスが高温の場合でも、該
ガスが吸入直前に前記油で冷却されるため、前記各圧縮
室（Ｘ）（Ｙ）へのガス吸入量を大として、圧縮効率を
向上できるのである。

各図の実施例では、前記固定及び可動スクロール
（２）（３）の各ラップ（22）（32）に、それぞれぬす
み（23）（33）を形成したが、本発明では、前記各ラッ
プ（22）（32）の何れか一方側にだけ前記ぬすみ（23）
（33）を形成してもよいのである。

また、本発明は、以上のスクロール圧縮機において、
前記固定スクロール（２）の鏡板（21）で、前記各ラッ
プ（22）（32）の閉じ込み始端側位置に、複数の油注入
口（５）を、前記可動スクロール（３）のラップ（32）
により交互に閉塞されるように設けることも可能であ
る。

即ち、第10図及び第11図で示したように、前記固定ス
クロール（２）の鏡板（21）で、そのラップ（22）の閉
じ込み始端側位置に、該ラップ（22）の巻回方向に所定
間隔を置いて２つの前記油注入口（５）（５）を設け、
同各図の二点鎖線で示した可動スクロール（３）のラッ
プ（32）で同時に閉塞されないようにしてもよい。つま
り、前記可動スクロール（３）のラップ（32）が、第11
図で示したように、前記油注入口（５）の手前側を閉塞
しているときは、奥部側の油注入口（５）が開口されて
おり、また、前記ラップ（32）が、第12図で示したよう
に、前記油注入口（５）の奥部側を閉塞しているときに
は、手前側の油注入口（５）が開口されているようにな
すのである。

また、第12図及び第13図で示したように、前記固定ス
クロール（２）の鏡板（21）でラップ（22）の閉じ込み
始端側位置に、半径方向に所定間隔を置いて２つの前記
油注入口（５）（５）を設け、該各油注入口（５）の半
径方向間隔を、同各図の二点鎖線で示した前記可動スク
ロール（３）のラップ（32）より広幅に形成して、該ラ
ップ（32）で同時に閉塞されないようになしてもよい。
つまり、前記可動スクロール（３）のラップ（32）が、
第12図で示したように、前記油注入口（５）の径方向外
周側を閉塞しているときは、内周側の油注入口（５）が
開口され、また、前記ラップ（32）が、第13図で示した
ように、前記油注入口（５）の内周側を閉塞していると
きには、外周側の油注入口（５）が開口されているよう
になす。

更には、第14図で示したように、前記固定スクロール
（２）の鏡板（21）で、前記ラップ（22）の巻終り端部
（22a）（22b）の近くにそれぞれ各一つの前記油注入口
（５）（５）を形成し、これら各油注入口（５）が前記
可動スクロール（３）のラップ（32）で同時に閉塞され
ないような位置関係に形成し、即ち、前記可動スクロー
ル（３）のラップ（22）が前記油注入口（５）の一方向
を閉塞しているときは、他方側の油注入口（５）が開口
され、また、前記ラップ（32）が前記油注入口（５）の
他方側を閉塞しているときには、一方側の油注入口
（５）が開口されているようになしてもよい。尚、第14
図においては、前記鏡板（21）に、前記各注入口（５）
に至る注入通路（5b）を形成して、該注入通路（5b）を
前記注入配管（15）に接続させている。

以上の構成とする場合でも、前述した第１〜第９図に
示したものと同様に、ウォータハンマーに似た現象の発
生が未然に阻止され、また、吸入ガスの効果的な冷却が
行われ、圧縮機の圧縮効率が向上される。

（発明の効果） 以上説明したように、第１の発明では、固定及び可動
スクロール（２）（３）における各ラップ（22）（32）
の閉じ込み始端側位置で、該各ラップ（22）（32）の少
なくとも一方側にぬすみ（23）（33）を形成すると共
に、前記固定スクロール（２）の鏡板（21）に、前記ぬ
すみ（22）（32）の領域内に介入される油注入口（５）
を設けたから、ウォータハンマーに似た現象の発生を未
然に阻止して、油注入配管などの折損事故を確実に防止
することができ、また、冷却用油による吸入ガスの効果
的な冷却を行って、圧縮効率を向上できるに至ったので
ある。

また、第２の発明では、固定スクロール（２）の鏡板
（21）で、各スクロール（２）（３）における各ラップ
（22）（32）の閉じ込み始端側位置に、複数の油注入口
（５）を前記可動スクロール（３）のラップ（32）によ
り交互に閉鎖されるように設けられているため、前述し
た第１発明の場合と同様に、ウォータハンマーに似た現
象の発生を未然に阻止でき、また、吸入ガスの効果的な
冷却を行って、圧縮効率を向上できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は第１発明の実施例を示しており、第１
図はスクロール圧縮機の全体構造を示す一部切欠正面
図、第２図は固定スクロールの底面図、第３図は同断面
図、第４図は同斜面図、第５図は他のぬすみ例を示す斜
面図、第６図は可動スクロールの平面図、第７図は同正
面図、第８図は同斜面図、第９図は他のぬすみ例を示す
斜面図であり、また、第10図〜第14図は第２発明の実施
例を示しており、第10図及び第11図は各油注入口をラッ
プ巻回方向に形成した例の固定スクロール一部の斜面
図、第12図及び第13図は各油注入口をラップ径方向に形
成した例の固定スクロール一部の斜面図、第14図は各油
注入口を鏡板の対向位置に形成した例の固定スクロール
の底面図であり、更に、第15図は従来例を示す図面であ
る。 （２）……固定スクロール （３）……可動スクロール （21,31）……鏡板 （22,32）……ラップ （23,33）……ぬすみ （５）……油注入口

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鏡板（21）（31）にラップ（22）（32）を
   立設した固定スクロール（２）と可動スクロール（３）
   とを備え、冷却用油を注入する油注入手段を備えたスク
   ロール圧縮機であって、前記各スクロール（２）（３）
   における各ラップ（22）（32）の閉じ込み始端側位置
   で、該各ラップ（22）（32）の少なくとも一方にぬすみ
   （23）（33）を設けると共に、前記固定スクロール
   （２）の鏡板（21）に、前記ぬすみ（22）（32）の領域
   内に介入する油注入口（５）を設けたことを特徴とする
   スクロール圧縮機。
2. 【請求項２】鏡板（21）（31）にラップ（22）（32）を
   立設した固定スクロール（２）と可動スクロール（３）
   とを備え、冷却用油を注入する油注入手段を備えたスク
   ロール圧縮機であって、前記固定スクロール（２）の鏡
   板（21）で、かつ、前記各ラップ（22）（32）の閉じ込
   み始端側位置に、複数の油注入口（５）を、前記可動ス
   クロール（３）のラップ（32）により交互に閉塞される
   ように設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。