JP3796277B2 - スクロール式機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はスクロール式機械、特に冷凍、空気調和及びヒートポンプ系統の冷媒を圧縮するのに用いられるようなスクロール式機械において逆転の問題を解消する機構に、関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
スクロール式機械は冷凍用及び空気調和とヒートポンプ用のものとして、高効率で稼働する能力を有する点を主な理由としてますます多く使用されるようになって来ている。これらの機械は一般に互に噛合された１対の螺旋翼を有し、そのうちの一方の螺旋翼は他方の螺旋翼に対し相対的に、外側の吸入ポートから中心の吐出ポートにかけて移動する間に次第に容積を減少して行く可動の流体ポケットを形成するように旋回せしめられる。モータ回転子に取付けられている適当した駆動軸を介し旋回スクロール部材を駆動する電動モータが設けられている。
【０００３】
スクロール式圧縮機は圧縮用の順次的な流体ポケットを形成する１対の螺旋翼の相対向する翼側面間で流体密封を得るものであることからして、一般に吸入弁及び吐出弁を必要としない。しかしながら指令によって意図的に、或は電力の供給が断たれて非意図的に圧縮機の運転が中断されたとき、加圧された流体ポケットにより、また吐出チャンバーからの圧縮ガスの逆流により、旋回スクロール部材の逆旋回及び駆動軸の逆回転が生ぜしめられる可能性が大である。このような逆転によっては不愉快な騒音が発生することが多い。また単相の駆動モータを用いる機械では、瞬時的な電力供給の遮断が起きると圧縮機が逆方向に回転し始める可能性がある。この逆転によって圧縮機の加熱、もしくは装置の損傷が起りうる。さらに凝縮器のファンが停止したような場合には吐出圧力が、駆動モータを失速させるか逆回転させる程度にまで高まることがある。その場合、旋回スクロールが逆旋回するにつれて吐出圧力が減少して行き、モータが再び圧力頭に打克ってスクロール部材を「正」転方向に旋回駆動する状態が得られる。しかし吐出圧力は再び、駆動モータを失速させ正逆転サイクルを繰返させるような圧力点まで上昇する。このような正逆転サイクルは、圧縮機の種々の構成要素に過剰な負担を強いる点で望ましくない。これらの望ましくない正逆転サイクルに起因する過剰な負担に耐えることとするためには、機械構成要素の寸法或は複雑さを増さねばならないことになる。
【０００４】
この発明は上述した逆転の問題を、単純な構造で足りるバルブ機構によって解消しようとするものである。
【０００５】
【発明の要約】
この発明に従ったバルブ機構は電磁弁に構成でき、この電磁弁は通常のスクロール式圧縮機に、圧縮機の全体としての設計を実質的に修正することなく容易に組込める極く単純で独特のものであり、圧縮機の停止時に中間圧力の領域から吸入圧力の領域へのガス流れを生じさせるように働く。中間圧力と吸入圧力が等しくされて行くにつれて、圧縮機の吐出側から圧縮機の吸入側への漏れが生じる。この漏れによって吐出ガスが吸入ガスと平衡化され、それによって吐出ガスが圧縮機を逆方向に駆動することが阻止されて、逆転に伴う通例の騒音が無くされる。
【０００６】
この発明に従ったバルブ機構はまた、機械的に作動せしめられる弁に構成することもでき、この弁も通常のスクロール式圧縮機に、圧縮機の全体としての設計を実質的に修正することなく容易に組込める極く単純で独特のものであり、圧縮機の停止時に中間圧力の領域から吸入圧力の領域へのガス流れを生じさせるように働く。中間圧力と吸入圧力が等しくされて行くにつれて、圧縮機の吐出側から圧縮機の吸入側への漏れが生じる。この漏れによって吐出ガスが吸入ガスと平衡化され、これによって逆転とそれに付随する騒音の発生が阻止される。
【０００７】
上記した弁は何れも、中間圧力の領域と吸入圧力の領域との間に配置された極く単純な弁である。すなわちソレノイドで作動される弁も機械的手段で作動される弁も、中間圧力領域のガスを吸入圧力領域へと逃がすように配置される。この発明はまた後述するように、低起動トルクのモータを備えた圧縮機に特に有用である圧縮機起動方式に係る。
【０００８】
そしてこの発明は特に、圧縮機の停止時に中間圧力の領域から吸入圧力の領域へ流体を逃がす割合を制御可能とし、もって吐出圧力の領域から吸入圧力の領域への流体漏れ割合を制御可能とすることとする付勢手段を設ける。この付勢手段はコイルスプリングを備えたものに構成するのが望ましく、該付勢手段の付勢力を適当に設定することにより圧縮機停止時に、流体漏れが過度に急速に行われて圧縮機が慣性回転し騒音を発生すること、そして流体漏れが過度に遅くされて圧縮機の逆転が過剰となることを、それぞれ回避できることになる。この発明の他の特徴と長所は、添付図面を参照して行う以下の説明から明瞭に理解できる。
【０００９】
【実施例】
この発明は数多くの異なった型式のスクロール式機械において実施できるが、例示上の目的からして図１に一般構造を示すような冷凍用のスクロール式圧縮機において実施した例について述べる。図１に示す圧縮機１０はほぼ円筒状の密閉外殻１２を有し、この外殻１２の上端にはキャップ１４を溶着固定してある。キャップ１４には通例の吐出弁（図示せず）を内部に有していてもよい冷媒吐出管接手１８を設けてある。外殻１２に取付けられている他の主な構成要素としては入口管接手２０、キャップ１４と同一の点で外殻１２に外周端を溶着してある横向きの仕切り壁２２、２分割構造の主軸受箱２４、及び放射方向の外向きに張出す複数の脚部のそれぞれを外殻１２に対し適宜の方法で固定してある下部軸受箱２６がある。下部軸受箱２６は外殻１２の内部で、２分割構造の主軸受箱２４とモータ固定子３０を含むモータ２８とを、位置決めし支持している。上端に偏心するクランクピン３４を有する駆動軸ないしクランク軸３２を、主軸受箱２４中の軸受３６及び下部軸受箱２６中の第２の軸受３８に回転可能に支承させてある。クランク軸３２はその下端部中に比較的大径の同心の穴４０を有し、この穴４０は、放射方向の外向きに傾斜させてクランク軸３２の上端にまでかけて穿設されているより小径の穴４２に対し連通させてある。穴４０内には攪拌器４４を配設してある。外殻１２内の下部は、潤滑油を満たしてある油溜まり４６に形成されている。穴４０は、クランク軸３２内で穴４２中へ潤滑油を汲上げ最終的には潤滑を必要とする圧縮機の種々の部分の全てに潤滑油を供給することとするポンプとして働く。
【００１０】
クランク軸３２はモータ固定子３０、該固定子３０を貫通している巻線４８、及びクランク軸３２上に圧嵌めされていると共に上下の釣合い重り５２，５４を有するモータ回転子５０を含む電動モータ２８によって、回転駆動される。
【００１１】
２分割構造の主軸受箱２４の上面には平坦なスラスト受け面５６を形成してあり、このスラスト受け面５６上に、上面側に通常の螺旋翼６０を有する旋回スクロール部材５８が配置されている。このスクロール部材５８の下面から平軸受６２を内部に有する円筒状のハブを下方向きに突出させてあり、このハブ中に穴６６を有する駆動ブッシュ６４を回転可能に配設して、穴６６中にクランクピン３４を嵌合してある。クランクピン３４は穴６６の内周面の一部に形成してある平坦面と係合する平坦面（以上、図示せず）を外面上に有し、これによって本願出願人の所有に係る米国特許Ｎｏ．４，８７７，３８２に示されているような放射方向で融通性を有する駆動機構が提供されている。オルダム接手６８も、旋回スクロール部材５８の回転運動を阻止するために該スクロール部材５８と非旋回スクロール部材７０とにキー係合させて、設けられている。オルダム接手６８は、本願出願人の出願に係る特開平４−２３４５０２号公報に開示されているタイプのものであるのが好ましい。
【００１２】
螺旋翼７２を有する非旋回スクロール部材７０を、翼７２を旋回スクロール部材５８の翼６０と噛合せるように配置して設けてある。この非旋回スクロール部材７０は中心に配置の吐出通路７４を有し、この吐出通路７４は上端開放の凹溝７６と連通させてあって、凹溝７６が仕切り壁２２中の開口７８を介し、キャップ１４と仕切り壁２２とにより区画形成された吐出消音室８０と連通している。開口７８の入口は、それを取り巻く環状のシート部８２を有する。非旋回スクロール部材７０はその上面に、互いに平行する内外の周壁面を持つ環状チャンバないし環状凹溝８４を有し、この環状凹溝８４内には環状の浮動シール８６を、軸線方向での移動可能に配設してある。この浮動シール８６は図３に示すように凹溝８４の底部を、シール外周面部８８で吸入圧力のガスから隔離しシール内周面部９０で吐出圧力のガスから隔離して、該底部を図１に示す通路９２によって中間圧力の流体源、つまり両螺旋翼６０，７２間に形成され吸入圧力と吐出圧力間の中間の圧力にまで圧縮されたガスを含む流体ポケット（図示せず）に、連通させ得ることとする。これによって非旋回スクロール部材７０は旋回スクロール部材５８に向けて軸線方向で、非旋回スクロール部材７０の中心部に加わる吐出圧力に起因する力と凹溝８４の内底面に加わる中間流体圧力に起因する力とによって移動付勢を受ける。非旋回スクロール部材７０中心部の凹溝７６及び開口７８内の吐出ガスは外殻１２内の吸入圧力のガスに対し、シート部８２に密封係合するシール８６によって密封され隔離される。軸線方向での圧力付勢及び浮動シール８６の機能は、本願出願人の米国特許Ｎｏ．５，１５６，５３９に詳細に述べられている。非旋回スクロール部材７０は軸受箱２４に、該スクロール部材７０の制限された軸線方向変位が可能であるように（そして回転変位は不能に）支持させてある。この非旋回スクロール部材７０は前述の米国特許Ｎｏ．４，８７７，３８２又は米国特許Ｎｏ．５，１０２，３１６に記載された方式で、支持できる。
【００１３】
図示の圧縮機は入口管接手２０を介して導入される吸入ガスの一部を外殻１２内に逃がすこととし該ガスによってモータ２８の冷却を援けさせることとする「側部低圧（ｌｏｗ ｓｉｄｅ）」型式のものである。戻り吸入ガスの適切な流れがある限り、モータは所期の温度限界内に留められる。しかし同流れが中断すると、冷却が中止されることによってモータ保護器９４が作動され機械が停止されるように、図られている。
【００１４】
以上に説明して来たスクロール式圧縮機の構造は既に公知であるか、或は本願出願人の係属中の特許出願の主題とされているものである。
【００１５】
前述したようにこの発明は電磁的又は機械的に作動される極く単純な弁を利用するものであり、この弁は圧縮機の停止時に中間圧力の領域から吸入圧力の領域へのガス流れを生じさせる。この発明に従った弁は中間圧力のガスが吸入圧力の領域中に流入することとし、それによって吐出圧力を吸入圧力へと下げる。弁を直接に吐出温度のガスによって働かせるのでなく中間圧力のガスで働かせることにより弁の寸法、複雑さ及びコストを大きく減らすことができる。ソレノイドにより作動される弁を用いる一連の数実施例と、機械的機構により作動される弁を用いる他の一連の数実施例とについて、述べて行く。これらの実施例は全て、どのような型式のスクロール式圧縮機にも適用できると信じられる。
【００１６】
図１−３が第１の実施例を示している。この第１の実施例は吐出ガス圧力を吸入ガス圧力から距てる浮動シール８６を備えた、非旋回スクロール部材７０の軸線方向付勢機構を圧力平衡化のために利用している。
【００１７】
図１に示すように電磁弁９８が設けられ、この電磁弁９８は図２に示すようにソレノイド１００とバルブ１０２を備える。電磁弁９８は図１に示す前記モータ２８に対し、ソレノイド１００がモータ２８と共に励解磁されるように並列又は直列に接続してもよいし、電磁弁９８についてモータ２８とは独立に配線を行ってもよい。電磁弁９８に対する電気配線をモータ２８とは独立したものとする場合は弁９８を、圧縮機１０の容量を調整するようにパルス的に或はパルス幅を調整しつつ、作動させることができる。ソレノイド１００は、非旋回スクロール部材７０内に配置の通路１０４に対し連通させてあるバルブ１０２を開閉するように働く。通路１０４は圧縮機の稼働中に中間圧力をとる前記凹溝８４から、吸入ガス圧力の吸入ガスを含む圧縮機領域へと延びている。
【００１８】
図２に示すようにソレノイド１００は、通常の態様でプランジャ１０８を取巻いている筒状のコイル１０６を含む。ソレノイド１００は周知の方法でバルブ１０２に接続されている。バルブ１０２は弁体１１０を有し、この弁体１１０は非旋回スクロール部材７０中の通路１１２を含んでいる。弁体１１０は非旋回スクロール部材７０に対し、適宜の方法で取付けてある。通路１１２内にはボール１１４を配置してあり、このボール１１４はプランジャ１０８の運動によって開放位置と閉鎖位置間で動かされる。ボール１１４が開放位置にある時は通路１０４から流体が、通路１１２を通して流動可能である。ボール１１４が閉鎖位置にある時は、通路１１２内に配置の弁座１１６に対しプランジャ１０８により押付けられる該ボール１１４によって、通路１０４，１１２を通しての流体流れが阻止される。
【００１９】
圧縮機の起動時にソレノイド１００が励磁され、通路１０４を通しての流体流れを阻止するようにバルブ１０２が閉鎖される。この方法で圧縮機１０は通常の起動を行う。或る種の設計の圧縮機では起動時に、スクロール内部での圧縮が急速に生じる。この圧力の成立は実際、とても急速であってモータ・トルクが不十分なため圧縮機が失速する事態が生じることがある。一般にこのことは単相モータを使用した場合だけの問題である。この圧力の成立時にはモータが失速しモータ保護器９４（図１）が作動を繰返して、圧縮機が再び起動に苦しむことになる。それに対処する１つの選択として起動時に通路１０４の閉鎖を阻止する遅延時間をソレノイド１００の励磁機構に組入れ、中間圧力の成立を阻止するようにできる。中間圧力が存在しないことによっては両スクロールが軸線方向で互いから分離し、十分なモータ・トルクが生ぜしめられるまで圧縮が遅延される。
【００２０】
モータ２８への給電が断たれる圧縮機の停止時には、ソレノイド１００が同時に解磁される。ソレノイド１００の解磁によってバルブ１０２が開放され、凹溝８４の底部から流体が通路１０４，１１２を通し圧縮機１０の吸入側へと流れる。中間圧力と吸入圧力とが等しくされて行くにつれ、浮動シール８６は吐出圧力に基づく下方向きの力によって凹溝８４内で下降し、これにより吐出ガスが環状シート部８２で、浮動シール８６の上端を横切って吸入ガス中に漏れることになる。通路１０４及び／又は通路１１２の寸法を調節することによって逆転を、許される回転数のものまで減らすか或は完全に無くすことができる。
【００２１】
電磁弁９８はモータ２８の型式とは無関係にＡＣ（交流）又はＤＣ（直流）ソレノイド式のものとできる。ＤＣソレノイドをＡＣモータと組合せて使用するときは、ＡＣ電源とＤＣソレノイド間に整流器を接続する必要がある。
【００２２】
図４はこの発明の他の実施例を示している。図４において、図１−３に示したのと同じ構成要素には同一の符号を付してある。図１−３の実施例では非旋回スクロール部材７０を支える、凹溝８４内の中間圧力を排除して浮動シール８６を下降させることとした。図４の実施例は中間圧力を、旋回スクロール部材５８を上方向きに移動付勢するために利用した圧縮機に、バルブ機構を組込んだ例に係る。図４の実施例では、旋回スクロール部材５８を上方向きに付勢して支える中間圧力を排除することにより両スクロール翼６０，７２間に十分な翼先空隙を生じさせ、互に噛合されたスクロール翼が高圧の吐出ガスをスクロール５８，７０を介して、過剰の逆転現象が起きる以前に吸入側に漏れさせることとしている。
【００２３】
図４は圧縮機１３０の上方側の部分を示している。圧縮機１３０は圧縮機１０と類似しているが、圧縮機１０で設けていた仕切り壁２２及び浮動シール８６は設けていない。吐出ガスを吸入ガス領域から距てるために非旋回スクロール部材（図４の場合には固定スクロール部材）７０は外殻１２とキャップ１４を完全に横切るものに形成されている。外殻１２とキャップ１４の両者は非旋回スクロール部材７０に対し、溶接その他の周知の手段で固定されている。
【００２４】
主軸受箱２４には平坦なスラスト受け面５６で、環状のチャンバ１３２を設けてある。このチャンバ１３２の外側方には第１の環状シール１３４を、内側方には第２の環状シール１３６を、それぞれ配設してある。これらのシール１３４，１３６は、チャンバ１３２から圧縮機１３０の吸入側への流体流れを阻止する。旋回スクロール部材５８を貫通する通路１３８によってチャンバ１３２は、圧縮機１３０内の中間圧力の領域に対し流体接続されている。圧縮機１３０の稼働中、中間圧力の流体がチャンバ１３２に対し通路１３８を介して供給される。したがって旋回スクロール部材５８はチャンバ１３２内の中間圧力によって、軸線方向の上方向きに移動付勢される。チャンバ１３２内の流体圧力は、シール１３４，１３６によって維持される。
【００２５】
圧縮機１３０はさらに、主軸受箱２４を貫通していてチャンバ１３２を電磁弁９８に対し接続する通路１４０を含んでいる。図４の実施例は通路１４０から電磁弁９８まで延びる流体管１４２を含み、このような流体管を用いると電磁弁９８をスペースの余裕がある、圧縮機１３０の吸入領域内のどの場所にでも配置できることになる。管１４２或はその均等物は本発明のどの実施例においても、部品の配置、組立て及び機械設計を容易とするために使用することができる。所望の場合には管１４２を外殻１２外に延出させて、ソレノイド１００とバルブ１０２を外殻１２の外部に設置することも可能である。
【００２６】
図４の実施例の作用は、図１−３の実施例の作用に類似している。圧縮機の起動時にソレノイド１００が励磁されバルブ１０２が閉鎖されて、通路１４０から通路１１２を通しての流体流れが阻止される。この方法で圧縮機１３０は通常の起動を行う。図１−３の実施例について前述した圧縮機起動時のソレノイド励磁の遅延時間を、本実施例の電磁弁９８にも組入れることができる。圧縮機の停止時にはソレノイド１００が解磁されてバルブ１０２が開放され、チャンバ１３２から流体が通路１４０，１１２を通して圧縮機１３０の吸入領域へ流れる。中間圧力と吸入圧力とが等しくされて行くにつれ、旋回スクロール部材５８が下方向きに動き、スクロール翼６０，７２の翼先を横切って吐出ガスが吸入ガス側に漏れることになる。逆転量は通路１４０及び／又は通路１１２の寸法を調節することによって、調節可能である。バルブ１０２の閉鎖とモータ２８の停止は、モータが停止する以前にチャンバ１３２と圧縮機吸入領域間の十分な流体漏れが得られるように、時間を遅延した関係で結び付けることも可能である。圧縮機停止時のこの時間遅延関係は、電磁弁９８を用いる他のどの実施例にも適用可能である。
【００２７】
図５，６にはそれぞれ、この発明の別の実施例を示してある。図１−３の実施例及び図４の実施例ではそれぞれ、一方のスクロール部材を他方のスクロール部材に向けて移動付勢するのに利用されている、圧縮機中の既存のチャンバから中間圧力を排除することとし、この付勢用チャンバ８４又は１３２からの中間圧力の排除により既存の圧縮機構成要素間で流体の漏れを生じさせ、それによって吐出ガス圧力と吸入ガス圧力とを平衡化して等しくすることとした。圧縮機の諸構成要素の移動或は分離に依存するのではなく、吐出ガス圧力を吸入ガス圧力と等しくするための直接の通路が形成されるようにするのが、望ましい場合もある。
【００２８】
図５及び図６の各実施例では、吐出圧力を吸入圧力へと直接にバイパスして逃がす圧力比感知弁を利用している。図５は、旋回スクロール部材５８中に圧力比感知弁１５２を組込んである圧縮機１５０を示している。図５の圧縮機１５０は図４の圧縮機１３０と、非旋回スクロール部材７０が外殻１２及びキャップ１４に対し取付け固定されている点で、類似の設計のものである。主軸受箱２４には平坦なスラスト受け面５６で、環状のチャンバ１３２を設けてある。シール１３４，１３６によって、チャンバ１３２から圧縮機１５０の吸入側への流体流れを阻止してある。旋回スクロール部材５８を貫通する通路１３８によりチャンバ１３２は、圧縮機１５０内の中間圧力の領域に対し接続されている。圧縮機１５０の稼働中、中間圧力の流体が通路１３８を介してチャンバ１３２に供給される。したがって旋回スクロール部材５８はチャンバ１３２内の中間圧力によって、軸線方向上向きに付勢される。チャンバ１３２内の流体圧力は、シール１３４，１３６によって維持される。
【００２９】
図５の実施例も、主軸受箱２４を貫通していてチャンバ１３２を電磁弁９８に対し接続する通路１４０を含んでいる。また通路１４０から電磁弁９８まで延びる流体管１４２であって、電磁弁９８をスペースの余裕のある、圧縮機１５０の吸入領域内のどの場所にでも配置できることとする流体管１４２も、含んでいる。図５の圧縮機１５０はこの点までは図４の圧縮機１３０と同一であり、圧縮機１５０は圧縮機１３０について前述したのと同様に作用する。
【００３０】
圧縮機１５０はさらに、旋回スクロール部材５８内に形成したポケット１５４内に配置された圧力比感知弁１５２を、含んでいる。吐出圧力通路１５６を、吐出通路７４とポケット１５４間に設けてある。また吸入圧力通路１５８を、ポケット１５４と圧縮機１５０の吸入領域間に設けてある。ポケット１５４内には弁体１６０を配置してあり、この弁体１６０は通路１５６と通路１５８間の流体流れを可能としたり阻止したりするように、軸線方向に沿い可動である。弁体１６０とポケット１５４は、弁体１６０がポケット１５４内で軸線方向に沿う運動をすることはできるが弁体１６０とポケット１５４間での流体流れは阻止されるように、設計されている。弁体１６０の上面は環状リング部１６２を有し、このリング部１６２によって弁体１６０上方側の領域が環状チャンバ１６４と円筒状チャンバ１６６とに分割されている。
【００３１】
図５の実施例の作用は、図４の圧縮機１３０についての実施例の作用と類似している。圧縮機の起動時にソレノイド１００が励磁されバルブ１０２が閉鎖されて、通路１４０から通路１１２を通しての流体流れが阻止される。この方法で圧縮機１５０は通常の起動を行う。前述した圧縮機起動時のソレノイド励磁の遅延時間を、本実施例の電磁弁９８にも組入れることができる。圧縮機１５０の稼働中に弁体１６０の位置は、該弁体１６０のそれぞれの面に加わる各種圧力によって決定される。チャンバ１３２内の中間圧力は弁体１６０に対し、中間圧力とチャンバ１３２に面する弁体１６０の面積との積に等しい量の上向きの力を及ぼす。吐出圧力が環状チャンバ１６４へと供給されて弁体１６０に対し、吐出圧力とチャンバ１６４に面する弁体１６０の面積との積に等しい量の下方向きの力を及ぼす。類似して吸入圧力が円筒状チャンバ１６６へと供給されて弁体１６０に対し、吸入圧力とチャンバ１６６に面する弁体１６０の面積との積に等しい量の下方向きの力を及ぼす。したがって圧力比感知弁１５２の開閉作動は弁体１６０の寸法及び環状リング部１６２の寸法と直径を、上述した３つの面積を調節するように選択することで調節できる。
【００３２】
圧縮機の停止時にはソレノイド１００が解磁されてバルブ１０２が開放され、チャンバ１３２から流体が通路１４０，１１２を通して圧縮機１５０の吸入領域に流れる。中間圧力と吸入圧力とが等しくされて行くにつれ、旋回スクロール部材５８と弁体１６０の両者が下降動する。スクロール部材５８の下降によっては図４の実施例について前述したのと同様に、吐出ガスがスクロール翼６０，７２の翼先を横切って吸入ガス側に漏れることになる。ポケット１５４内での弁体１６０の下降によっては吐出ガスが、通路１５６から通路１５８を通して流れることになり、吐出ガスと吸入ガス間の直接の流体流れが得られる。図４の実施例について前述した、通路１４０及び／又は通路１１２の寸法及び圧縮機停止時の時間遅延を含む各種調節は、本実施例に対しても適用可能である。逆回転の量はさらに、通路１５６，１５８の寸法、及び上述した弁体１６０各部の面積比によっても、調節できる。
【００３３】
図６の実施例について説明すると、図６に示した圧縮機１８０は、非旋回ないし固定スクロール部材７０内に配置のポケット中に配設された圧力比感知弁１８２を有する。図１−３の実施例に類似して圧縮機１８０は固定スクロール部材７０、旋回スクロール部材５８、外殻１２、キャップ１４及び仕切り壁２２を含んでいる。圧縮機１８０は、複数本のボルト１８４によって仕切り壁２２に対し直接ボルト止めされた固定スクロール７０を有する。図１−３に示したものとは異なり非旋回ないし固定スクロール部材７０が軸線方向で動かないことから、浮動シール８６は設ける必要がない。圧縮機１８０でも図４の実施例について前述した主軸受箱２４中の付勢用チャンバ１３２を、シール１３４，１３６と組合せて旋回スクロール部材５８を固定スクロール部材７０に向けて移動付勢するのに利用でき、また利用しないこともできる。図６では同チャンバ１３２を図示していない。
【００３４】
圧縮機１８０は、固定スクロール部材７０中に設けたポケット１８６内に配置の圧力比感知弁１８２を備えている。中間圧力通路１８８を、圧縮機１８０内の中間圧力領域とポケット１８６間に設けてある。またベント通路１９０を、ポケット１８６と電磁弁９８への入口との間に設けてある。電磁弁９８は図１，２に示したように固定スクロール部材７０に対し直接に取付けてもよいし、図４，６に示すように管１４２を使用することによって固定スクロール部材７０から離隔させた配置としてもよい。ポケット１８６内には弁体１９２を配置してあり、この弁体１９２は、仕切り壁２２に該壁２２を貫通させて形成してあるオリフィス１９４を通しての流体の流れを許容したり阻止したりするように、ポケット１８６内で軸線方向に沿い可動である。弁体１９２とポケット１８６は、弁体１９２がポケット１８６内で軸線方向に沿う運動をすることはできるが弁体１９２とポケット１８６間での流体流れは摺動シール１９６によって阻止されるように、設計されている。弁体１９２の上面は円柱状の延長部１９８を有し、この延長部１９８は、弁座２００と協力してオリフィス１９４を閉鎖可能であるものに形成されている。
【００３５】
図６の実施例の作用は、図５の圧縮機１５０についての実施例の作用と類似している。圧縮機の起動時にソレノイド１００が励磁されバルブ１０２が閉鎖されて、通路１９０から通路１１２（図２参照）を通しての流体流れが阻止される。この方法で圧縮機１８０は通常の起動を行う。前述した圧縮機起動時のソレノイド励磁の遅延時間を、本実施例の電磁弁９８にも組入れることができる。圧縮機１８０の稼働中に弁体１９２の位置は、該弁体１９２のそれぞれの面に加わる各種圧力によって決定される。ポケット１８６内の中間圧力は弁体１９２に対し、中間圧力と弁体１９２底面の面積との積に等しい量の上向きの力を及ぼす。吐出圧力がオリフィス１９４に供給されていて弁体１９２に対し、吐出圧力とオリフィス１９４の面積との積に等しい量の下向きの力を及ぼす。類似してポケット１８６の上方側部分内には吸入圧力が存在していて弁体１９２に対し、吸入圧力と弁体１９２上面とオリフィス１９４間の面積差との積に等しい量の下向きの力を及ぼす。したがって圧力比感知弁１８２の開閉作動は、弁体１９２の寸法及びオリフィス１９４の寸法を選択することによって調節できる。
【００３６】
圧縮機の停止時にはソレノイド１００が解磁されてバルブ１０２が開放され、ポケット１８６から流体が通路１９０，１１２を通して圧縮機１８０の吸入領域に流れる。中間圧力と吸入圧力とが等しくされて行くにつれ、オリフィス１９４の吐出圧力によって弁体１９２が下降動する。このポケット１８６内での弁体１９２の下降によって、オリフィス１９４を介しての吐出ガスと吸入ガス間の直接の流体流れが得られる。図４の実施例について前述したのと同様に通路１９０及び／又は通路１１２の寸法及び圧縮機停止時の時間遅延を含む各種調節は、本実施例に対しても適用可能である。逆回転の量はさらに、上述したように弁体１９２寸法に対するオリフィス１９４の寸法関係の選択によっても、調節できる。
【００３７】
図７，８にはそれぞれ、この発明のさらに他の実施例を示してある。これらの実施例では電磁弁９８の必要性を無くしてある。電磁弁９８を用いる代わりに図７，図８に図示の圧縮機はモータ２８及びクランク軸３２に、電磁弁９８の切替え機能と均等の機能を果させている。ソレノイドは基本的に磁界を生じる巻線であり、コイル内のプランジャを押すか引っ張るように働く。このことは圧縮機のモータによく類似している。モータ固定子３０は回転する磁界をつくり出し、同磁界はモータ回転子５０を固定子３０内で、該固定子３０の軸線方向の中央位置に位置させるように働く。図７及び図８に示す各実施例はこの中央位置付け力をそれに対抗するスプリング力と組合せて、ソレノイドと同じ結果を達成している。
【００３８】
図７には図１の圧縮機１０と類似しているが、電磁弁９８に代えて管１４２と弁２２２を設けてある圧縮機２２０を示してあり、弁２２２は、モータ２８及びクランク軸３２を利用して開閉するものに構成されている。前述のもの同様の環状凹溝８４に連通する通路１０４を非旋回スクロール部材７０に形成して、この通路１０４に管１４２を接続している。管１４２はスクロールの側方を通して下端を、主軸受箱２４内に形成した通路２２４に対し接続してある。通路２２４は主軸受箱２４の側面から上面２２６へと延びていて、該上面２２６で圧縮機２２０の吸入領域に開口している。主軸受箱２４を貫通しているクランク軸３２には軸受箱上面２２６付近で、環状のシールフランジ２２８を取付けてある。図７の実施例ではフランジ２２８をクランク軸３２に一体形成して、このフランジ２２８に上部釣合い重り５２を取付けている。所望の場合にはフランジ２２８と釣合い重り５２とを互いに一体に形成して、クランク軸３２に取付けてもよい。クランク軸３２は下部軸受箱２６と該クランク軸３２間に配置した付勢スプリング２３０によって常時、シールフランジ２２８が主軸受箱２４の上面２２６から離れ通路２２４が圧縮機２２０の吸入領域内に開口するように、上方向きに移動付勢されている。
【００３９】
圧縮機を起動するとモータ２８の磁界により生ぜしめられる中央位置付け力によってモータ固定子３０内でモータ回転子５０が、固定子３０の軸線方向中央位置へと下降して移動しようとし、これによってクランク軸３２が付勢スプリング２３０のばね荷重に抗し下降する。このクランク軸３２の下降によってシールフランジ２２８が主軸受箱２４の上面２２６に対し密接し、通路２２４を通しての流体流れが阻止される。この方法で圧縮機２２０は通常の起動を行う。
【００４０】
圧縮機の停止時にはモータ２８への給電が断たれ、モータ回転子５０をモータ固定子３０内で軸線方向の中央に位置させようとする磁界が消失する。このためクランク軸３２が付勢スプリング２３０の力で上昇され、シールフランジ２２８が面２２６から離れて通路２２４が圧縮機２２０の吸入領域に開口することになる。このため流体がチャンバ８４内の底部から通路１０４、管１４２及び通路２２４を通して、圧縮機２２０の吸入領域へと流れる。中間圧力と吸入圧力が等しくされて行くにつれ、浮動シール８６がチャンバ８４内で吐出ガス圧力に基づく力によって下降され、図１について前述したのと全く同様に吐出ガスの吸入ガス側への漏れが生じる。
【００４１】
図８は図４の実施例と類似しているが、モータ２８及びクランク軸３２を、図７について上述したのと同様の弁として利用している他の実施例を示している。図８に示した圧縮機２４０は、図４に示したのと同様の中間ガス圧力による付勢用チャンバ１３２を含む。圧縮機２４０はまた、軸受箱２４の水平面２４４から延びて、付勢用チャンバ１３２から延びる通路２４６と交わる通路２４２を、有する。
【００４２】
図８の圧縮機２４０の作用は図７の圧縮機２２０について上述したのと、中間圧力が浮動シール８６の下方からではなく旋回スクロールの下方から逃がされ吐出ガスの吸入ガス側への漏れが図４について前述したのと同様の態様で生じる点を除いて、等しい。なお所望の場合には図５，６の各実施例について前述したような圧力比感知弁を、圧縮機２４０中にも組込むことができる。
【００４３】
図９，１０はさらに別の実施例を示している。本実施例は、予め設定した回転速度以上で弁を作動させるのに遠心力を利用している。弁は低速時に開放位置へと付勢され、中間圧力ガスの排除を可能とする。この遠心弁は、電磁弁を用いた前述のどの実施例においても電磁弁に置換えて利用することができる。
【００４４】
図９，１０に示す圧縮機２５０には、前記電磁弁９８に代わる遠心弁２５２を組込んである。この遠心弁２５２は図１０に示すようにクランク軸３２に、該クランク軸３２と一体回転するがクランク軸３２の軸線方向に沿い相対移動可能に支持させてある弁体２５４を、有する。この弁体２５４は弁スプリング２５６によってクランク軸３２の軸線方向に沿い、主軸受箱２４に対し密封的に係合するように移動付勢されている。弁体２５４には放射方向の貫通する第１の通路２５８を形成してある。この通路２５８にバルブ２６０を摺動可能に嵌合し、コイルスプリング２６２によって放射方向の内向きに移動付勢してある。通路２５８の外端はボール２６４によって閉鎖してあり、このボール２６４は同時にコイルスプリング２６２の反力点を与えるように用いてある。
【００４５】
弁スプリング２５６の反対側に位置する弁体２５４の上面には環状溝２６６を設けてあり、この環状溝２６６は主軸受箱２４内の通路２２４によって、旋回スクロール部材５８付勢用の前記のもの同様のチャンバ１３２に対し連通させてある。環状溝２６６から放射方向の通路２５８を横切って圧縮機２５０の吸入領域に開口する軸線方向の通路２６８を、弁体２５４に形成してある。コイルスプリング２６２により付勢されているバルブ２６０が通路２５８内で放射方向の内側に位置するときは、主軸受箱２４内の通路２２４が環状溝２６６及び軸線方向の通路２６８を介して圧縮機２５０の吸入領域へと連通するように、図られている。そしてバルブ２６０が遠心力によってコイルスプリング２６２のスプリング荷重に抗し放射方向の外側に移動されると、図１０に示すようにバルブ２６０が軸線方向の通路２６８を遮断して、付勢用チャンバ１３２及び通路２２４からの圧縮機吸入領域への流体流れが阻止されることと、されている。
【００４６】
圧縮機の起動時にはバルブ２６０が、コイルスプリング２６２に移動付勢されて通路２５８の内側に位置している。クランク軸３２の回転速度が増しバルブ２６０に作用する遠心力が高められると、バルブ２６０が放射方向の外向きに移動されて軸線方向の通路２６８を遮断する。
【００４７】
圧縮機の停止時にバルブ２６０は、遠心弁２５２の回転速度が減少しバルブ２６０に作用する遠心力よりもコイルスプリング２６２による付勢力が大きくなる時点まで、軸線方向の通路２６８を遮断する位置に留まる。最終的にバルブ２６０は軸線方向の通路２６８を開放するのに十分な量、放射方向の内側に移動し、これによってチャンバ１３２及び通路２２４内の中間圧力が圧縮機２５０の吸入領域へと排除される。中間圧力の吸入圧力側への排除によっては、前述実施例におけるのと同様の効果が与えられる。本実施例の作動調節は軸線方向の通路２６８の寸法、バルブ２６０の重量、及びコイルスプリング２６２のばね定数等の選択によって行える。
【００４８】
容易に理解できるように図９，１０の実施例は、前述の各実施例で用いた電磁弁と置換えて使用できる。
【００４９】
図１１，１２はさらに他の実施例を、やや模式的に示している。本実施例では圧縮機起動時の加速をベント孔閉鎖のために利用し、停止時の減速をベント孔を開放し中間ガス圧力を吸入ガス圧力側へ排除するために利用している。図１１，１２は本実施例に係る逆転防止機構を模式的に示しており、クランク軸３２、主軸受箱２４、弁２８０及びカラー２８２が図示されている。
【００５０】
弁２８０は前記のもの同様の通路２２４中に、該通路２２４が主軸受箱２４の上面２４４に開口する点で配設されている。この弁２８０はボール２８４、作動子２８６及び弁座２８８を備えている。カラー２８２は主軸受箱２４の上面２４４に隣接する位置で、クランク軸３２上に摺動可能に配置してある。このカラー２８２は、該カラー２８２を貫通させクランク軸３２外面の螺旋溝２９２内に臨ませてあるピン２９０を有する。クランク軸３２上に配置したコイルスプリング２９４によってカラー２８２は、主軸受箱２４の上面２４４に向けて移動付勢されている。図１１に示す下降位置でカラー２８２は作動子２８６に対し接触し、作動子２８６はボール２８４を弁座２８８に対し押付けて通路２２４を通しての流体流れを阻止している。クランク軸３２上でのカラー２８２の相対移動によって該カラー２８２が図１２に示すように軸受箱上面２４４から遠去かる向きに動かされると、ボール２８４に作用している中間圧力が該ボール２８４を上方向きに移動させ、通路２２４を圧縮機の吸入領域へと連通させる。
【００５１】
圧縮機を起動させるとクランク軸３２の正の加速度によって、カラー２８２の慣性効果に基づきクランク軸３２とカラー２８２間の相対運動が生ぜしめられる。螺旋溝２９２の向きは、クランク軸３２の正の加速度によってピン２９０が該溝２９２内で下方向きに動かされて、図１１に示すようにカラー２８２を軸受箱上面２４４方向に移動させるように設定されており、これによって作動子２８６を介しボール２８４が弁座２８８に対し押付けられ弁２８０が閉鎖される。
【００５２】
圧縮機の停止時には図１２に示すように逆の動きが得られる。すなわちクランク軸３２の負の加速度によって再び、カラー２８２の慣性効果に基づきクランク軸３２とカラー２８２間の相対運動が生じる。上述のように向きを設定してある螺旋溝２９２は今度は、クランク軸３２の負の加速（減速）により該溝２９２内でピン２９０を上方向きに移動させる。ピン２９０が螺旋溝２９２内を上昇するにつれてカラー２８２が軸受箱上面２４４から遠去かる向きに動かされ、ボール２８４下方の中間圧力により該ボール２８４が弁座２８８から離れるように動かされて、通路２２４が圧縮機の吸入領域に対し開放されて中間圧力が排除される。
【００５３】
容易に理解できるように図１１，１２の実施例も、前述の諸実施例で用いた電磁弁に置換えて使用できる。
【００５４】
図１３，１４にはさらに別の実施例を示してある。本実施例では圧縮機の回転要素によって生ぜしめられる粘性ドラグを利用している。圧縮機中のどの回転要素も利用できるが、図１３，１４では回転要素として、クランク軸３２を示してある。回転要素によって生ぜしめられる粘性ドラグは、スプリング負荷された弁部材をベント孔遮断位置へと回転変位させたり弁を作動させたりするのに十分な力を生じさせることができる。図１３，１４は本実施例に係る逆転防止機構を模式的に示しており、クランク軸３２、カラー３００及び弁３０２が図示されている。弁３０２は弁体３０４、弁スプリング３０６、第１の通路３０８、バルブ３１０、及び第２の通路３１２を含む。
【００５５】
図１３，１４に示すようにカラー３００は、クランク軸３２上に摺動可能に配置してある。クランク軸３２の外径とカラー３００の内径間の関係は、クランク軸３２とカラー３００間に粘性流体膜３１４が存在することとなるように設定されている。カラー３００がクランク軸３２との共回転を阻止されると、クランク軸３２の回転によってこれらの２要素３２，３００間の粘性流体膜３１４が断ち切られる傾向が生じる。この粘性流体膜の剪断によっては、粘性流体膜３１４がカラー３００をクランク軸３２と共に回転させようとすることからしてカラー３００に対しトルクが加わることになる。カラー３００には放射方向に延出させた羽根（パドル）３１６を設けてあり、この羽根３１６は後述するように弁３０２を作動させるために利用される。
【００５６】
弁体３０４は、図１−３の実施例における弁体１１０の非旋回スクロール部材７０に対する取付けに類似して主軸受箱２４に取付け支持させてもよいし、或は主軸受箱から分離して管１４２により中間圧力を導くこととしてもよい。
【００５７】
弁体３０４には第１の通路３０８を、弁体３０４の長さ方向に沿わせ該弁体３０４を貫通させて形成してある。この通路３０８中にバルブ３１０を摺動可能に嵌合して、弁スプリング３０６によりカラー３００の羽根３１６方向に移動付勢してある。バルブ３１０反対側の通路３０８の端はボール３１８によって閉鎖してあり、このボール３１８は同時に弁スプリング３０６の反力点を与えるものとされている。
【００５８】
第１の通路３０８と直交し該通路３０８を横切って延びる第２の通路３１２を弁体３０４に、該弁体３０４を貫通させて形成してある。この第２の通路３１２の一端は中間圧力源に対し、前記のもの同様の通路２２４又はそれに代わる管１４２によって接続される。第２の通路３１２の他端は、圧縮機の吸入領域に開口させてある。弁スプリング３０６がバルブ３１０を羽根３１６向きに移動させているとき、第２の通路３１２が開放され中間圧力源が圧縮機の吸入領域に対し連通するように、図られている。そして粘性ドラグによりカラー３００に対しトルクが加えられると羽根３１６がバルブ３１０に対し荷重を加え、該荷重が弁スプリング３０６の力に打克ってバルブ３１０を、第２の通路３１２を遮断する位置へと移動させ、これによって中間圧力源からの圧縮機吸入領域への中間圧力の排除が阻止されることと、されている。
【００５９】
圧縮機の起動時にはバルブ３１０が、弁スプリング３０６によって付勢されて羽根３１６側に位置している。クランク軸３２とカラー３００間の速度差が増すにつれて、クランク軸３２とカラー３００間の粘性流体膜３１４の剪断によりカラー３００に加わるトルクが増大して行く。カラー３００がクランク軸３２と一緒に回転することは、バルブ３１０に接触する羽根３１６によって阻止される。カラー３００に加わるトルクが増大するにつれバルブ３１０に加わる荷重が増して、該バルブ３１０が弁スプリング３０６の力に抗し第１の通路３０８内で動かされて第２の通路３１２を遮断することとなる。この方法で圧縮機は通常の起動を行う。
【００６０】
圧縮機の停止時にバルブ３１０は、クランク軸３２とカラー３００間の回転速度差が減少してバルブ３１０に対し弁スプリング３０６によって加えられる荷重が羽根３１６によって加えられる荷重よりも大きくなる時点まで、第２の通路３１２を遮断する位置に留められる。最終的にバルブ３１０は、羽根３１６を押してカラー３００を図１４の矢印反対方向に回転変位させつつ第２の通路３１２を開放する位置まで動かされ、これによって中間圧力源の中間圧力が圧縮機の吸入領域へと排除される。本実施例における中間圧力の排除も、前述実施例におけるのと同様の効果を与える。本実施例の作動調節は第２の通路３１２の寸法、弁スプリング３０６のばね定数、及び流体膜３１４の厚さ等の選択によって行える。
【００６１】
容易に理解できるように図１３，１４の実施例も、前述の諸実施例で用いた電磁弁と置換えて使用できる。
【００６２】
図１５−１７には、前述の電磁弁９８に置換えて使用することができる電磁弁３５０中に組込み可能であるフェイルセーフ保護器を、模式的に示してある。電磁弁３５０は前記電磁弁９８と類似の作用を行う。電磁弁９８は励磁されるとボール１１４を弁座１１６に対し押付け、通路１１２を通しての流体流れを阻止するものに構成していた。これに対し電磁弁３５０は、励磁されるとボールから遠去かる向きに変位して該ボールが弁座に対し着座することを許容し、解磁されるとボールを押して弁座から引離し弁を通しての流体流れを可能とするものに、構成されている。
【００６３】
図１５−１７は電磁弁３５０を模式的に示しており、この電磁弁３５０はソレノイド３５２、ダッシュポット３５４及びバルブ３５６を含む。ソレノイド３５２は通例の態様でプランジャ３６０を取巻いている筒状のコイル３５８を含む。プランジャ３６０は戻しスプリング３６２によって、図１５でみて左向きに移動付勢されている。ダッシュポット３５４はプランジャ３６０に対し固定してある外箱３６４、内箱３６６及び緩衝スプリング３６８を備えている。内箱３６６は、外箱３６４内のポケット３７０中に摺動可能に嵌合してある。緩衝スプリング３６８は上記ポケット３７０内に配置され、内箱３６６を図１５でみて左向きに移動付勢している。内箱３６６は該内箱３６６からバルブ３５６に向けて延出する作動ピン３７２を有し、この作動ピン３７２は後述するようにバルブ３５６を開閉するために利用される。バルブ３５６は弁体３７４、ボール３７６及び弁スプリング３７８を備えている。弁体３７４は、該弁体の長さ方向に沿う穴３８０を有する。ボール３７６は該穴３８０内に配置されていて、弁スプリング３７８により図１５でみて右向きに移動付勢され、弁座３８２に対し押付けられるものとされている。中間圧力は穴３８０に直接に、又は前記のもの同様の管１４２によって導かれる。
【００６４】
電磁弁３５０の作動はソレノイド３５２の解磁によって開始し、ダッシュポット３５４が縮小され、弁スプリング３７８によりボール３７６が弁座３８２に押付けられてバルブ３５６が閉鎖される。この状態を図１５に模式的に示してある。作動ピン３７２は緩衝スプリング３６８に付勢されてボール３７６に接当しているが、弁スプリング３７８によってボール３７６に対し加えられる力の方がより大きいことから該ボール３７６を弁座３８２から離間させることはしない。弁スプリング３７８のばね荷重は緩衝スプリング３６８のばね荷重よりも大きく設定されている。
【００６５】
圧縮機の起動時には図１６に示すように、ソレノイド３５２が励磁されてプランジャ３６０が図１６でみて右向きに動かされる。これによって外箱３６４も右向きに動かされ、緩衝スプリング３６８によって加えられるスプリング荷重によりダッシュポット３５４が軸線方向で伸長する。このダッシュポット３５４の伸長により作動ピン３７２とボール３７６間の接触が維持される。この方法で圧縮機は通常の起動を行う。
【００６６】
圧縮機の停止時には図１７に示すように、ソレノイド３５２が解磁されてプランジャ３６０が戻しスプリング３６２により、図１７でみて左向きに動かされる。このプランジャ３６０の左向き移動によってダッシュポット３５４が左向きに移動し、作動ピン３７２によってボール３７６を弁座３８２から離間させる。作動ピン３７２が戻しスプリング３６２及びダッシュポット３５４の縮小抵抗に基づく力をボール３７６に対し加えることからして、弁スプリング３７８が作動ピン３７２によってボール３７６に対し加えられる力に打克つことはできない。戻しスプリング３６２のばね荷重は弁スプリング３７８のばね荷重よりも大きく設定されている。ボール３７６は弁座３８２からの離間状態に、ダッシュポット３５４の設計によって予設定された時間だけ留められる。最終的に弁スプリング３７８はダッシュポット３５４を縮小させるように働き、ボール３７６を再び弁座３８２に着座させる。これによって電磁弁２５０は図１５に示した状態に戻される。ボール３７６が弁座３８２から離間している時間の間に、中間圧力のガスが圧縮機の吸入領域に排出される。本実施例における中間圧力の排除も、前述実施例におけるのと同様の効果を与える。本実施例の作動調節は弁座３８２の寸法、スプリング３６２，３６８，３７８の各ばね定数、及びダッシュポット３５４の設計を選択して行うことができる。
【００６７】
電磁弁３５０のフェイルセーフ機能は、圧縮機の起動時にプランジャ３６０が後退しそこなった場合、圧縮機の停止時にプランジャ３６０が戻らなかった場合、或は何らかの原因でプランジャ３６０が何れかの位置で停止してしまった場合に、バルブ３５６が着座ないし閉鎖位置のままに留められることによって発揮される。ダッシュポット３５４自体が縮小位置又は伸長位置のままとなる故障が起きても、圧縮機は停止時の騒音を伴うとしても通常の態様で稼働する。
【００６８】
図１５−１７に示したフェイルセーフ機構は前述の諸実施例で用いた電磁弁中にも組込める点が、理解されるべきである。
【００６９】
図１８，１９にはなお他の実施例を示してある。これまで説明して来た各実施例では中間圧力にまで圧縮されたガスの圧縮機吸入領域への排出を、圧縮機の起動及び停止に直接関連させた。図１８，１９の実施例は中間圧力ガスを圧縮機の吸入領域へと逃がす作用を得るのに、熱スイッチを利用している。熱保護器が一旦切替えられると、前述の各実施例におけるのと同様に中間圧力源のガスが排出されて、吐出ガスが圧縮機吸入領域へと漏れることが可能となる。吐出ガスの吸入側への漏れは圧縮機の稼働圧力比と吐出側温度を低下させる。最終的には圧縮機のモータ保護器が、モータ及びモータ保護器を配置してある圧縮機吸入領域への高温吐出ガスの漏れによって圧縮機を停止状態にもたらす。
【００７０】
図１８，１９にはこの発明に係る熱応動弁４００を、模式的に示してある。弁４００は弁体４０２、第１チャンバ４０４、第２チャンバ４０６、吐出圧力通路４０８、及び吸入圧力通路４０９を備えている。弁体４０２は別の部品とすることも、或は非旋回スクロール部材７０、主軸受箱２４、又は圧縮機内の他の何れかの構成要素の一体的な一部分とすることも、可能である。
【００７１】
第１チャンバ４０４は弁体４０２中に入り込ませて形成され、圧縮機の吐出ガスを導いてあるものとされている。吐出圧力通路４０８は第１チャンバ４０４の下端から延びていて、第１チャンバ４０４を第２チャンバ４０６の下端に対し流体的に接続している。熱応動ディスク（ｔｈｅｒｍ−ｏ−ｄｉｓｋ，以下、「ＴＯＤ」と言う。）４１０を、第１チャンバ４０４と通路４０８とによって形成された段部に配置してある。ＴＯＤ４１０は熱により変形するもので透孔を有し、図１８に示すように上記段部に着座して第１チャンバ４０４から吐出圧力通路４０８への吐出ガスの流れを阻止する。そして予定した臨界温度に達すると図１９に示すように変形して開放し、チャンバ４０４から吐出ガスが通路４０８中に完全に流れ得ることとする。
【００７２】
第２チャンバ４０６は段付けされたチャンバで、第１チャンバ４０４同様に弁体４０２中に入り込ませて形成されている。この第２チャンバ４０６の上方の広い部分には、中間圧力のガスを導いてある。第２チャンバ４０６の下方の狭い部分は、吐出圧力通路４０８を介して第１チャンバ４０４と連通させてある。吸入圧力通路４０９は圧縮機内の吸入ガス領域から、第２チャンバ４０６の下方部分へと延びている。この吸入圧力通路４０９が第２チャンバ４０６へと連なる点は、吐出圧力通路４０８とチャンバ４０６の上方部分との間に位置させてある。
【００７３】
突出するピストン４１４を有する平らな逆止弁４１２を、第２チャンバ４０６内に配設してある。逆止弁４１２とピストン４１４はチャンバ４０６内で一緒に、図１８に示す閉鎖位置から図１９に示す開放位置へと動く。チャンバ４０６内での逆止弁４１２及びピストン４１４の動きを制限するために、リテーナ４１６を設けてある。図１８に示す閉鎖位置で逆止弁４１２はチャンバ４０６中に形成されている段部に着座して、チャンバ４０６内の上方部分に対し中間圧力ガス源から導いてあるガスが吸入圧力通路４０９に流入するのを阻止する。平らな逆止弁４１２は該弁４１２の上面に加わる中間圧力によって下方向きに移動付勢され、また該逆止弁４１２の下面の一部には吸入圧力通路４０９の吸入ガス圧力が作用している。ＴＯＤ４１０が開放した状態で逆止弁４１２は、ピストン４１４に対し加わる吐出ガス圧力によって上方向きに移動付勢される。したがって図１９に示すＴＯＤ４１０の開放状態では逆止弁４１２がチャンバ４０６中途の段部から持上げられ、中間圧力のガスが圧縮機の吸入側に漏れ得ることとする。リテーナ４１６は逆止弁４１２の動きを、吐出圧力通路４０８中の吐出ガスが圧縮機の吸入領域中に流入することがないように、制限する。
【００７４】
熱応動弁４００は通常、図１８に示す位置をとっている。第１チャンバ４０４には吐出ガスが供給され、第２チャンバ４０６には中間圧力のガスが供給されている。ＴＯＤ４１０が閉鎖している限り圧縮機は正常に稼働する。第１チャンバ４０４内の吐出ガスの温度が予定した値よりも高まるとＴＯＤ４１０が開放し、通路４０８中に吐出ガスが流入する。吐出ガスの圧力がピストン４１４に作用して逆止弁４１２を上昇させ、これによって中間圧力ガス源から第２チャンバ４０６に導かれている中間圧力のガスが通路４０９中に流入して圧縮機の吸入領域へと排出される。この中間圧力ガスの排出によっては前述の各実施例におけるのと同様に、吐出ガスが吸入ガス側に漏れる状態が得られる。ＴＯＤ４１０の開放を圧縮機のモータの停止と結び付けていないので、圧縮機は比較的低い稼働圧力比及び比較的低い吐出側温度で稼働している場合には稼働を継続する。モータは、該モータ及びモータ保護器を配置してある圧縮機吸入領域への高温吐出ガスの漏れによってモータ保護器が給電を断つまで、回転を続ける。
【００７５】
図２０−２２にはこの発明の別の実施例を示してある。これらの図２０−２２は、独特の浮動シール付勢手段５１０を設けてある圧縮機５００を示している。図２０−２２において図１−３で用いたのと同一の符号はそれぞれ、図１−３におけるのと等しいか或は対応している部分を示している。圧縮機５００は付勢手段５１０を、中間圧力が吸入圧力領域へ抜かれる割合を制御し、もって吐出圧力が吸入圧力領域へ抜かれる割合を制御できることとするために、設けてあるものとされている。中間圧力を余りに急速に抜くと圧縮機が惰行ないし慣性回転して騒音を発生することを、見出した。中間圧力を余りに徐々に抜くことは、圧縮機の逆転の問題を伴う。したがって中間圧力を吸入圧力領域へと抜く割合を制御し、もって吐出圧力を吸入圧力領域へと抜く割合を制御するのが、望ましい。
【００７６】
付勢手段５１０は複数個のコイルスプリング５１２と１対の間隔付けリング５１４，５１６を備えており、コイルスプリング５１２は両リング５１４，５１６間に配置されている。各リング５１４，５１６には周方向で間欠配置の複数個の突起５１８を形成してあり、これらの突起５１８によってリング５１４，５１６間でコイルスプリング５１２が位置決めされ保持されている。リング５１４，５１６及びコイルスプリング５１２は横向きの仕切り壁２２と浮動シール８６間に、浮動シール８６がコイルスプリング５１２により仕切り壁２２から遠去かる向きに移動付勢を受けるように、配置されている。この浮動シール８６の付勢によって、環状シート部８２で流体漏れ通路が開放され吐出ガスが浮動シール８６の上端を横切って吸入ガス中に漏れる割合が、制御されることになる。
【００７７】
圧縮機５００の起動時にソレノイド１００が励磁され、通路１０４を通しての流体流れを阻止するようにバルブ２００が閉鎖される。コイルスプリングの付勢荷重に打克つように凹溝８４内の圧力が急速に上昇することからして、圧縮機５００はこの方法で通常の起動を行う。圧縮機１０について前述したようにソレノイド１００の励磁を遅らせる遅延時間を励磁機構中に組入れて、起動特性を改善することも任意に行える。
【００７８】
モータ２８への給電が断たれる圧縮機の停止時には、ソレノイド１００が同時に解磁される。このソレノイド１００の解磁によってバルブ１０２が開放され、凹溝８４の底部から流体が通路１０４，１１２を通し圧縮機５００の吸入領域へ流れる。複数個のスプリング５１２によって中間圧力が吸入圧力領域へと抜ける割合が制御され、中間圧力と吸入圧力とが等しくされて行くにつれ浮動シール８６は、吐出圧力と複数個のコイルスプリング５１２とに基づく下方向きの力を受けて凹溝８４内で下降し、これにより吐出ガスが環状シート部８２で、浮動シール８６の上端を横切って吸入ガス中に漏れることになる。複数個のコイルスプリング５１２によって中間圧力ガスの吸入圧力までの圧力低下割合が制御され、これにより浮動シール８６の下降速度が制御されて、吐出ガスの吸入ガス中への漏れ割合が制御されることになる。したがって複数個のコイルスプリング５１２の寸法ないしばね荷重、通路１０４及び／又は通路１１２の寸法を適切に選択することによって圧縮機５００の逆転を、許容できる逆転数のものにまで減らすか或は完全に無くすことができる。
【００７９】
図２３，２４及び図２５はそれぞれ、図５の実施例及び図６の実施例に類似した別の実施例を示している。これらの各別の実施例は図５，図６の各実施例同様に、吐出圧力を吸入圧力へと直接にバイパスして逃がす圧力比感知弁を備えている。図２３は、旋回スクロール部材５８中に圧力比感知弁１５２を組込んである圧縮機５５０を示している。図２３，２４で図５で用いたのと同一の符号はそれぞれ、図５におけるのと等しいか或は対応している部分を示している。図２４に明瞭に示すようにコイルスプリング５５２としてある付勢手段が弁１５２と旋回スクロール部材５８間に、圧縮機５５０の吐出領域と吸入領域間を連通させるよう弁１５２を開放位置へと付勢するために、配設されている。
【００８０】
圧縮機５５０の作用は図５の圧縮機１５０と、コイルスプリング５５２の作用を例外として類似している。圧縮機の起動時に電磁弁９８において前述のもの同様のソレノイド１００が励磁されバルブ１０２が閉鎖されて、通路１４０から通路１１２を通しての流体流れが阻止される。チャンバ１３２内にはコイルスプリング５５２の付勢荷重に打克って中間圧力が迅速に成立する。圧力比感知弁１５２はチャンバ１３２内の流体圧が常に該弁１５２の下面に作用するようにするため、チャンバ１３２の底面に着座することを周知の方法で阻止されている。この方法で圧縮機５５０は通常の起動を行う。前述した圧縮機起動時のソレノイド励磁の遅延時間を、本実施例の電磁弁９８にも組入れることができる。圧縮機５５０の稼働中に圧力比感知弁１５２は、図５について前述したのと類似に作用する。図２３，２４の実施例と図５の実施例間の違いは、図２３，２４の実施例では圧力比感知弁１５２の開閉作動を、弁体１６０に加えられる荷重を調整するようにコイルスプリング５５２の寸法ないしばね荷重、弁体１６０の寸法、及びリング部１６２の寸法と直径を選択することによって調節可能である点である。圧縮機５５０の停止時にはコイルスプリング５５２が中間圧力の吸入圧力領域への抜け割合を制御し、これにより弁１５２の下降速度が制御されて、吐出圧力の吸入圧力領域への抜け割合が制御されることになる。コイルスプリング５５２の寸法ないしばね荷重、通路１４０及び／又は通路１２２の寸法、及び図５，図６の実施例について前述した圧縮機停止時の時間遅延を含む各種調整を、本実施例に対し適用可能である。圧縮機の逆転量はさらに、弁体１６０についての前述した面積比の調節に加えて通路１５６，１５８の寸法及びコイルスプリング５５２の寸法ないしばね荷重によって調節できる。
【００８１】
図２５は図６の圧縮機１８０に類似の圧縮機５８０であるが、圧力比感知弁１８２を開放位置方向に移動付勢する付勢手段としてのコイルスプリング５８２を設けてある圧縮機５８０を、示している。弁１８２が開放位置にあると、圧縮機５８０の吐出領域が吸入領域に対し連通する。
【００８２】
図２５の実施例の作用は図６の実施例の作用と、コイルスプリング５８２によって与えられる効果を例外として同一である。ポケット１８６内の中間圧力は弁体１９２に対し上方向きの力を作用させ、一方コイルスプリング５８２と吐出圧力及び吸入圧力は弁体１９２に対し下方向きの力を作用させる。したがって圧力比感知弁１８２の開閉作動はコイルスプリング５８２の寸法ないしばね荷重、弁体１９２の寸法、及びオリフィス１９４の寸法を選択することによって調節できる。圧縮機の停止時における弁体１９２の動きは通路１９０及び／又は通路１１２の寸法によってのみでなく、コイルスプリング５８２の寸法ないしばね荷重によっても調節できる。図４の実施例について前述した圧縮機停止時の時間遅延は、本実施例にも適用可能である。逆転量はさらに、前述した弁体１９２寸法に対するオリフィス１９４の寸法関係によっても調節可能である。
【００８３】
図２６は図７の実施例に類似しているが、付勢手段５１０を設けてある圧縮機６００を示している。付勢手段５１０は図２０−２２の実施例で設けたもの同様に、複数個のコイルスプリング５１２と１対の間隔付けリング５１４，５１６を備えている。図２６の圧縮機６００の作用は図７の圧縮機２２０の作用と、付勢手段５１０によって与えられる効果の点を除いては同一である。
【００８４】
すなわち圧縮機６００の起動時にはモータ２８の磁界により生ぜしめられる中央位置付け力によりモータ固定子３０内でモータ回転子５０が、固定子３０の軸線方向中央位置へと移動せしめられ、これによって回転子５０を固定してあるクランク軸３２が付勢スプリング２３０のばね荷重に抗して下降せしめられる。このクランク軸３２の下降によってシールフランジ２２８が主軸受箱２４の上面２２６に対し密接し、通路２２４を通しての流体流れが阻止される。複数個のコイルスプリング５１２のばね荷重に打克って凹溝８４内に中間圧力が急速に成立し、このため圧縮機６００は通常の起動を行う。圧縮機の停止時にはモータ２８への給電が断たれ、モータ回転子５０をモータ固定子３０内で軸線方向の中央に位置させようとする磁界が消失する。このためクランク軸３２が付勢スプリング２３０の力で再上昇せしめられ、シールフランジ２２８が面２２６から離れて通路２２４が圧縮機６００の吸入領域に開口することとなる。これにより流体が凹溝８４内の底部から通路１０４、管１４２及び通路２２４を通して、圧縮機６００の吸入領域へと流れる。中間圧力と吸入圧力が等しくされて行くにつれ、浮動シール８６に対し複数個のコイルスプリング５１２と吐出ガス圧力とに基づく正味の下向きの力が加わることになる。この下向きの力によって図２０−２２の実施例について前述したのと同様に、吐出ガスの吸入ガス領域への漏れが制御される。
【００８５】
図２０−２２及び図２６に示した浮動シールのスプリング付勢、或は図２３，２４及び図２５に示した弁体のスプリング付勢は、図８−１４に示したバルブ機構及び／又は図１５−１７に示したフェイルセーフ装置の何れと組合せても用いることもできる。
【００８６】
この発明の好ましい図示実施例について詳細に説明して来たが、特許請求の範囲の記載を公正に解釈した範囲を逸脱することなしに数多くの修正及び変更を加えて本発明を実施可能である点が、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例に係るスクロール式圧縮機を、中心線を含む面で切断して画いた一部欠截縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機を、キャップと仕切り壁を取除いた状態で図示した平面図である。
【図３】図１の圧縮機における浮動シールの一部分を示す拡大縦断面図である。
【図４】この発明の他の実施例に係るスクロール式圧縮機の上方側部分を示す縦断面図である。
【図５】この発明のさらに他の実施例に係るスクロール式圧縮機の上方側部分の一部を示す縦断面図である。
【図６】この発明の別の実施例に係るスクロール式圧縮機の上方側部分を示す縦断面図である。
【図７】圧縮機のモータを電磁弁に利用した、この発明のさらに別の実施例に係るスクロール式圧縮機を、中心線を含む面で切断して画いた一部欠截縦断面図である。
【図８】圧縮機のモータを電磁弁に利用した、この発明のなお他の実施例に係るスクロール式圧縮機の上方側部分を示す縦断面図である。
【図９】中間圧力を逃がすために遠心弁を利用した、この発明のなお別の実施例に係るスクロール式圧縮機の上方側部分を示す縦断面図である。
【図１０】図９に示してある遠心弁を、閉鎖状態で示す拡大縦断面図である。
【図１１】中間圧力を逃がすため弁（閉鎖位置で図示）を作動させるのに圧縮機の一要素の加速を利用した、この発明の他の実施例の一部分を示す模式的縦断面図である。
【図１２】図１１に示した部分を、弁の開放位置で図示した模式的縦断面図である。
【図１３】中間圧力を逃がすため弁（閉鎖位置で図示）を作動させるのに圧縮機の一要素の粘性ドラグを利用した、この発明のさらに他の実施例の一部分を示す模式的縦断面図である。
【図１４】図１３に示してあるクランク軸及びカラーの横断平面図である。
【図１５】電磁弁用のフェイルセーフ保護器を、第１の位置で示す模式的断面図である。
【図１６】図１５に示したフェイルセーフ保護器を、第２の位置で示す模式的断面図である。
【図１７】図１５に示したフェイルセーフ保護器を、第３の位置で示す模式的断面図である。
【図１８】中間圧力を圧縮機の吸入領域へ逃がすための熱応動弁を、閉鎖位置で示す模式的断面図である。
【図１９】図１８に示した熱応動弁を、開放位置で示す模式的断面図である。
【図２０】この発明の別の実施例に係るスクロール式圧縮機を、中心線を含む面で切断して画いた一部欠截縦断面図である。
【図２１】図２０の圧縮機を、キャップと仕切り壁を取除いた状態で図示した平面図である。
【図２２】図２０の圧縮機における浮動シールの一部分を示す拡大縦断面図である。
【図２３】この発明の他の実施例に係るスクロール式圧縮機の上方側部分を示す縦断面図である。
【図２４】図２３の円２３Ａで囲んだ部分の拡大図である。
【図２５】この発明のさらに別の実施例に係るスクロール式圧縮機の上方側部分を示す縦断面図である。
【図２６】圧縮機のモータを電磁弁に利用した、この発明のさらに他の実施例に係るスクロール式圧縮機を、中心線を含む面で切断して画いた一部欠截縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 圧縮機
２２ 仕切り壁
２８ 電動モータ
３２ クランク軸
５８ 旋回スクロール部材
６０ 螺旋翼
７０ 非旋回スクロール部材
７２ 螺旋翼
８０ 吐出消音室
８２ シート部
８４ 環状凹溝（環状チャンバ）
８６ 浮動シール
９２ 通路
９８ 電磁弁
１００ ソレノイド
１０２ バルブ
１０４ 通路
１１２ 通路
１３０ 圧縮機
１３２ 環状チャンバ
１３８ 通路
１４０ 通路
１４２ 流体管
１５０ 圧縮機
１５２ 圧力比感知弁
１５６ 吐出圧力通路
１５８ 吸入圧力通路
１６０ 弁体
１８０ 圧縮機
１８２ 圧力比感知弁
１８８ 中間圧力通路
１９２ 弁体
１９４ オリフィス
２２０ 圧縮機
２２２ 弁
２２４ 通路
２２８ シールフランジ
２３０ 付勢スプリング
２４０ 圧縮機
２４２ 通路
２４６ 通路
２５０ 圧縮機
２５２ 遠心弁
２５４ 弁体
２５６ 弁スプリング
２６０ バルブ
２６２ コイルスプリング
２６６ 環状溝
２６８ 通路
２８０ 弁
２８２ カラー
２８４ ボール
２８６ 作動子
２９０ ピン
２９２ 螺旋溝
３００ カラー
３０２ 弁
３０８ 通路
３１０ バルブ
３１２ 通路
３１４ 粘性流体膜
３５０ 電磁弁
３５２ ソレノイド
３５４ ダッシュポット
３５６ バルブ
４００ 熱応動弁
４０４ 第１チャンバ
４０６ 第２チャンバ
４０８ 吐出圧力通路
４０９ 吸入圧力通路
４１０ 熱応動ディスク
４１２ 逆止弁
５００ 圧縮機
５１０ 付勢手段
５１２ コイルスプリング
５５０ 圧縮機
５５２ コイルスプリング
５８０ 圧縮機
５８２ コイルスプリング
６００ 圧縮機

Claims (16)

1. 端板から突出する第１の螺旋翼を有する第１のスクロール部材、
   端板から突出する第２の螺旋翼を有し、該第２の螺旋翼を上記第１の螺旋翼と噛合せてある第２のスクロール部材、
   第１及び第２のスクロール部材を相対的に旋回動させて、上記第１及び第２の螺旋翼により吸入圧力領域と吐出圧力領域間で容積を変更しつつ移動する流体ポケットを形成させる駆動手段、
   吐出圧力領域と吸入圧力領域間に配置され、両螺旋翼で形成された流体ポケットを経由する中間圧力流体の作用によって閉鎖され且つ機械の停止時には開放される流体漏れ径路、
   前記中間圧力流体を両螺旋翼で形成された流体ポケットから吸入圧力領域に逃がして吐出圧力領域と吸入圧力領域間の上記流体漏れ径路を開放するための弁手段、及び
   付勢作用によって上記流体漏れ径路を開放するための付勢手段、
   を備えたスクロール式機械。
2. 前記付勢手段が、複数個のコイルスプリングを備えたものである請求項１のスクロール式機械。
3. 前記第１及び第２のスクロール部材のうちの一方のスクロール部材中に設けられたチャンバ、このチャンバに対し前記加圧流体を供給するための手段、及び上記チャンバ内に配置され前記加圧流体の作用によって前記流体漏れ径路を閉鎖するシール手段を、備えている請求項１のスクロール式機械。
4. 前記付勢手段を、スクロール式機械の静止部材と前記シール手段との間に配設してある請求項３のスクロール式機械。
5. 前記付勢手段が、複数個のコイルスプリングを備えている請求項４のスクロール式機械。
6. 前記シール手段が前記チャンバ内で第１の位置と第２の位置間で浮動するものであり、このシール手段の第１の位置では吐出圧力領域の流体が該シール手段によって吸入圧力領域の流体から隔離され、第２の位置では吐出圧力領域の流体が吸入圧力領域へ漏れるように、構成してある請求項３のスクロール式機械。
7. 前記シール手段が、前記チャンバ内の前記加圧流体によって前記第１の位置方向に移動付勢されるものである請求項６のスクロール式機械。
8. 前記シール手段が、前記付勢手段によって前記第２の位置方向に移動付勢されるものである請求項６のスクロール式機械。
9. 端板から突出する第１の螺旋翼を有する第１のスクロール部材、
   端板から突出する第２の螺旋翼を有し、該第２の螺旋翼を上記第１の螺旋翼と噛合せてある第２のスクロール部材、
   第１及び第２のスクロール部材を相対的に旋回動させて、上記第１及び第２の螺旋翼により吸入圧力領域と吐出圧力領域間で容積を変更しつつ移動する流体ポケットを形成させる駆動手段、
   吐出圧力領域と吸入圧力領域間に配置され、加圧流体の作用によって閉鎖される流体漏れ径路、
   吐出圧力領域と吸入圧力領域間の仕切り壁であって、上記流体漏れ径路を設けてある仕切り壁、
   上記流体漏れ径路を閉鎖するためのバルブ部材であって、該バルブ部材に対し上記加圧流体が供給されると流体漏れ径路を閉鎖するバルブ部材、及び
   上記バルブ部材を、上記流体漏れ径路を開放する開放位置に移動付勢するための付勢手段、
   を備えたスクロール式機械。
10. 前記付勢手段が、複数個のコイルスプリングを備えたものである請求項９のスクロール式機械。
11. 前記第１及び第２のスクロール部材のうちの一方のスクロール部材中に設けられたチャンバ、このチャンバに対し前記加圧流体を供給するための手段、及び上記チャンバ内に配置され前記加圧流体の作用によって前記流体漏れ径路を閉鎖するシール手段を、備えている請求項９のスクロール式機械。
12. 前記付勢手段を、スクロール式機械の静止部材と前記シール手段との間に配設してある請求項１１のスクロール式機械。
13. 前記付勢手段が、複数個のコイルスプリングを備えている請求項１２のスクロール式機械。
14. 前記シール手段が前記チャンバ内で第１の位置と第２の位置間で浮動するものであり、このシール手段の第１の位置では吐出圧力領域の流体が該シール手段によって吸入圧力領域の流体から隔離され、第２の位置では吐出圧力領域の流体が吸入圧力領域へ漏れるように、構成してある請求項１１のスクロール式機械。
15. 前記シール手段が、前記チャンバ内の前記加圧流体によって前記第１の位置方向に移動付勢されるものである請求項１４のスクロール式機械。
16. 前記シール手段が、前記付勢手段によって前記第２の位置方向に移動付勢されるものである請求項１４のスクロール式機械。

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