JP5017091B2 - スクロール式流体機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば空気、窒素等の気体を圧縮する圧縮機等に好適に用いられるスクロール式流体機械に関する。

一般に、スクロール式流体機械としては、例えば電動モータ等の駆動源によって旋回スクロールを固定スクロールに対して旋回駆動することにより、空気等の流体を圧縮するようにしたスクロール式圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１４７０２４号公報

この種の従来技術によるスクロール式圧縮機では、例えば固定スクロールと旋回スクロールのラップ部が鏡板の内径側から外径側に向けて渦巻状に巻回され、その歯先面には、ラップ部の長さ方向に沿って延びる渦巻状のシール溝が開口して設けられている。そして、これらのシール溝内には、各圧縮室の気密性を確保するために所謂チップシールと呼ばれるシール部材が装着されている。

ここで、ラップ部のシール溝内に装着されたシール部材は、圧縮運転時に圧縮室内に発生した圧縮流体の圧力によって前記シール溝内から浮上し、相手方の鏡板（歯底面）に面接触するように摺接することにより、ラップ部の歯先と相手方の鏡板との間を気密にシールするものである。

ところで、上述した従来技術によるスクロール式圧縮機は、例えば空気タンク内に圧縮空気を供給する空気圧縮機として用いる場合に、上限圧力と下限圧力とを予め設定し、圧縮機の運転開始後に圧縮空気の圧力が上限圧力に達すると、運転を停止する。そして、圧縮空気の圧力が下限圧力（再起動圧）まで低下すると、圧縮運転を再開するようにして所謂圧力制御が行われている。

しかし、外部の空気圧機器等で圧縮空気の使用量が多い条件下では、空気タンク内の圧力が長い時間にわたり上限圧力に達しないことがある。そして、このような使用条件下において、例えばラップ部のシール溝内に装着されたシール部材が相手方の鏡板（歯底面）に不均一な片当たり状態になると、圧縮機の連続運転によりシール部材が偏摩耗してしまう原因となる。

また、圧縮運転時にシール部材が相手方の歯底面に摺接できずに、相手方の歯底面とラップ部との間から圧縮空気が漏洩するような状態が続くと、圧縮空気の吐出量が減少して圧縮効率の低下を引き起こすと共に、連続運転時間が長くなってしまう原因となる。しかも、相手方の歯底面とシール部材との間を圧縮空気が流通（漏洩）し、下流側の圧縮室に圧縮空気が流通して再圧縮するため、シール部材の周囲温度が上昇し、シール部材の熱変形や異常摩耗、さらにはスクロール部材の異常変形等を起こし易くなるという問題がある。

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、連続運転時間を予め決められた設定時間内に制限することにより、シール部材の摩耗、熱変形等を抑え、耐久性や寿命、圧縮効率を向上することができるようにしたスクロール式流体機械を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、鏡板に渦巻状のラップ部が立設された第１のスクロール部材と、該第１のスクロール部材に対向して設けられ鏡板に該第１のスクロール部材のラップ部と重なり合う渦巻状のラップ部が立設された第２のスクロール部材と、該第１，第２のスクロール部材のうち少なくとも一方のラップ部に設けられ当該ラップ部の歯先に沿って延びるシール溝と、該シール溝内に装着され相手方の鏡板に摺接するシール部材と、前記第１，第２のスクロール部材のうち少なくとも一方のスクロール部材を駆動する駆動源と、該駆動源の起動、停止を制御する運転制御手段とからなるスクロール式流体機械に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記運転制御手段は、前記駆動源により前記スクロール部材を駆動したときの連続運転時間を計測する計時手段を備え、該計時手段により計測した連続運転時間が前記シール部材の摩耗または熱変形が抑えられるように予め決められた設定時間に達すると、前記駆動源の運転を一時的に停止させる構成としたことにある。

また、請求項２の発明によると、前記運転制御手段は、前記駆動源の運転停止後に予め決められた待機時間が経過し、かつ前記スクロール式流体機械の吐出側圧力が再起動圧以下となったときに前記駆動源の運転を再開する構成としている。

上述の如く、請求項１の発明によれば、駆動源によりスクロール部材を駆動する連続運転時間を計時手段で計測するので、例えばシール部材の耐久性等によって予め決められる設定時間に、スクロールの連続運転時間が達するようなときには、前記駆動源の運転を停止させることができ、シール部材の摩耗、損傷を未然に防ぐことができる。従って、シール部材の摩耗、熱変形等を長期にわたって抑えることができ、製品としての耐久性、寿命、圧縮効率を向上することができる。

また、請求項２の発明は、予め決められた待機時間が経過するまで駆動源を停止し続けるので、例えば圧縮室内の圧力（残圧）が低下するのに必要な待機時間を確保することができ、その後にスクロール式流体機械の吐出側圧力が再起動圧以下となったと判断したときに駆動源の運転を再開し、例えば圧縮運転等を円滑に続行することができる。

以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械を、例えばスクロール式空気圧縮機に適用した場合を例に挙げ、図１ないし図９に従って詳細に説明する。

図中、１はスクロール式空気圧縮機の筐体で、該筐体１内には、後述の貯留タンク２、電動モータ５、圧力センサ６、コントローラ７および圧縮機本体１１等が配置されている。

２は圧縮空気を貯留する貯留タンクを示し、該貯留タンク２は、後述する圧縮機本体１１の吐出側に所謂逆止弁からなる吐出弁３等を介して接続され、圧縮機本体１１で発生した圧縮空気を一時的に貯留する。そして、吐出弁３は、圧縮機本体１１から貯留タンク２に向けて圧縮空気が吐出されるのを許し、貯留タンク２内の圧縮空気が圧縮機本体１１に向けて逆流するのを阻止する。

また、貯留タンク２内の圧縮空気は、供給配管４側から外部の空気圧機器（図示せず）等に供給されるものである。そして、この場合の空気圧機器としては、例えばエアシリンダ、エアモータ等の空気圧式アクチュエータに限らず、例えば窒素発生装置の気体分離槽に圧縮空気を供給する場合も含まれるものである。

５は圧縮機本体１１の駆動源となる電動モータで、該電動モータ５は、後述するコントローラ７からの制御信号に従って起動、停止される、そして、電動モータ５は、後述の回転軸２３（図２参照）を回転駆動することにより、旋回スクロール１８を旋回駆動するものである。

６は圧縮空気の圧力を検出する圧力センサで、該圧力センサ６は、圧縮機本体１１から吐出された圧縮空気の圧力を、貯留タンク２内の圧力Ｐ（図３参照）として検出し、その検出信号を後述のコントローラ７に出力するものである。

７は電動モータ５の起動、停止を制御する運転制御手段としてのコントローラで、該コントローラ７は、例えばマイクロコンピュータ等により構成され、その入力側が圧力センサ６等に接続されている。また、コントローラ７は、その出力側が電動モータ５等に接続され、後述の図３に示すプログラム等に沿って電動モータ５の運転制御を行うものである。

ここで、コントローラ７は、例えばＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶部７Ａと、後述の連続運転時間等を計測する計時手段としてのタイマ７Ｂとを有している。そして、記憶部７Ａには、電動モータ５の運転制御を行うための制御処理用プログラム（図３参照）が格納されると共に、圧縮空気の下限圧力Ｐ1 、上限圧力Ｐ2 、後述の設定時間Ｔｓおよび待機時間Ｔｗ等が格納されている。

この場合、下限圧力Ｐ1 （図８参照）とは、例えば貯留タンク２内の圧力Ｐがこれ以上に低下したときに、圧縮機本体１１を起動して圧縮運転を開始させるための基準圧力（再起動圧）を示している。また、上限圧力Ｐ2 とは、貯留タンク２内の圧力Ｐがこれ以上に上昇すると過剰圧力になるので、圧縮運転を停止すべきであると判断される圧力値を示している。

また、設定時間Ｔｓは、後述するチップシール３０の耐久性を考慮して試験データ等に基づいて、チップシール３０の摩耗または熱変形が抑えられるように決められる時間であり、圧縮機本体１１の連続運転時間が設定時間Ｔｓ（例えば、１５〜２５分）を越えたときには、チップシール３０の摩耗、損傷を早める原因となる。一方、待機時間Ｔｗとは、圧縮運転を停止させた後に圧縮機本体１１（後述の圧縮室２７）内の残圧を逃がすために設定される時間（例えば、４〜１０秒程度）である。

１１はスクロール式流体機械を用いて構成された圧縮機本体、１２は該圧縮機本体１１の外殻を構成するケーシングで、該ケーシング１２は、図２に示すように軸方向一側が開口した有底筒状体として形成され、内部に後述の旋回スクロール１８、回転軸２３等が収容されている。

１３はケーシング１２の軸方向一側に設けられた固定スクロールで、該固定スクロール１３は、例えば第１のスクロール部材を構成し、アルミニウムまたはその合金材料を用いて形成されている。そして、固定スクロール１３は、円板状の鏡板１４と、該鏡板１４の歯底面１４Ａに軸方向に向けて立設された渦巻状のラップ部１５と、該ラップ部１５を径方向外側から取囲むように鏡板１４の外周側に設けられた筒状の支持部１６とにより大略構成されている。

ここで、ラップ部１５の歯先面１５Ａは、後述する旋回スクロール１８のラップ部２０と同様に、相手方となる鏡板１９の歯底面１９Ａから一定の寸法だけ軸方向に離間して配置される。そして、ラップ部１５の歯先面１５Ａには、後述のシール溝１７が図４、図５に示すように形成されている。

１７はラップ部１５の歯先面１５Ａに開口して設けられたシール溝で、このシール溝１７には、後述のチップシール３０が浮上可能に装着されるものである。そして、シール溝１７は、例えば図４、図５に示す如く略コ字状または四角形状をなす凹溝として形成され、ラップ部１５の長さ方向に渦巻状をなして延びている。

１８は固定スクロール１３に対向してケーシング１２内に旋回可能に設けられた第２のスクロール部材としての旋回スクロールを示している。そして、該旋回スクロール１８は、固定スクロール１３とほぼ同様に、例えばアルミニウムまたはその合金材料等を用いて形成されている。ここで、旋回スクロール１８は、電動モータ５により後述の回転軸２３、偏心軸２４および旋回軸受２５等を介して旋回駆動されるものである。

そして、旋回スクロール１８は、その表面側が歯底面１９Ａとなった円板状の鏡板１９と、該鏡板１９の歯底面１９Ａから固定スクロール１３の鏡板１４に向けて軸方向に立設された渦巻状のラップ部２０と、鏡板１９の裏面中央に突設され、後述の偏心軸２４が旋回軸受２５を介して連結されるボス部２１等とにより構成されている。

２２はラップ部２０の歯先面２０Ａに開口して設けられた旋回スクロール１８側のシール溝で、該シール溝２２は、前述した固定スクロール１３側のシール溝１７とほぼ同様に凹溝として形成され、ラップ部２０の長さ方向に渦巻状をなして延びている。そして、シール溝２２には、後述のチップシール３０が浮上可能に装着されている。

２３はケーシング１２内に軸受等を介して回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸２３は、基端側が電動モータ５（図１参照）の出力軸に取付けられ、電動モータ５によって回転駆動される。また、回転軸２３の先端側には、回転軸２３に対して所定寸法（旋回半径）分だけ偏心した偏心軸２４が設けられ、この偏心軸２４には、旋回軸受２５を介して旋回スクロール１８のボス部２１が旋回可能に連結されている。

ここで、電動モータ５により回転軸２３が回転駆動されるときには、その軸線を中心として旋回スクロール１８が一定の旋回半径で旋回運動を行う。そして、ケーシング１２と旋回スクロール１８の背面側との間には、例えばオルダム継手等からなる自転防止機構２６が設けられ、該自転防止機構２６は、旋回スクロール１８が旋回運動時に自転するのを防止するものである。なお、自転防止機構２６としては、オルダム継手に限らず、例えば補助クランクまたはボールカップリング機構等を用いてもよい。

また、旋回スクロール１８は、固定スクロール１３に対し例えば１８０度ずらして重なり合うように配設され、両者のラップ部１５，２０間には、外径側から内径側（中央）にかけて複数の圧縮室２７が画成されている。そして、圧縮機本体１１の運転時には、固定スクロール１３の外周側に設けられた吸込ポート２８から外径側の圧縮室２７内に空気を吸込みつつ、この空気を各圧縮室２７内で順次圧縮するものである。

２９は固定スクロール１３の鏡板１４に設けられた吐出ポートで、この吐出ポート２９は、鏡板１４の中心側に穿設された吐出穴等を含んで構成される。そして、吐出ポート２９は、複数の圧縮室２７のうち、その内径側（中心側）の圧縮室２７内で最も高い圧力に加圧された圧縮空気を固定スクロール１３の外部に吐出するものである。

３０，３０はシール部材としてのチップシールを示し、該各チップシール３０は、固定スクロール１３（ラップ部１５）のシール溝１７と旋回スクロール１８（ラップ部２０）のシール溝２２とにそれぞれ装着されている。そして、チップシール３０は、固定スクロール１３と旋回スクロール１８との間の圧縮室２７，２７，…間を気密に封止してシール機能を発揮するものである。

ここで、旋回スクロール１８のシール溝２２に装着されたチップシール３０を例に挙げて説明すると、該チップシール３０は、旋回スクロール１８のラップ部２０と、相手方となる固定スクロール１３の鏡板１４との間をシールするものである。また、固定スクロール１３のシール溝１７内に装着するチップシール３０についても、ほぼ同様なシール機能を発揮するものである。

本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は、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。

まず、圧縮運転を開始する前の段階では、図４に示すように旋回スクロール１８（ラップ部２０）側のチップシール３０がシール溝２２内に装着されたままの状態となる。そして、このような初期状態では、チップシール３０がシール溝２２から相手方の歯底面１４Ａに向けて浮上することはない。なお、固定スクロール１３（ラップ部１５）側のチップシール３０についても同様であり、その説明を省略する。

次に、この状態で圧縮機本体１１の運転を開始したときには、固定スクロール１３と旋回スクロール１８のラップ部１５，２０間に形成した複数の圧縮室２７，２７，…内で空気が漸次圧縮され、内，外の圧縮室２７，２７間には圧力差が発生する。そして、チップシール３０は、シール溝２２の底面側に流入した圧縮空気によってシール溝２２内から浮上するように押圧され、図５に示す如く相手方の鏡板１４（歯底面１４Ａ）に面接触するように摺接する。

これによって、ラップ部２０の歯先面２０Ａと相手方の鏡板１４との間をチップシール３０により気密にシールすることができる。また、固定スクロール１３側のシール溝１７内でも、チップシール３０が同様に底面側に流入した圧縮空気によって浮上し、図５に示す如く相手方の鏡板１９（歯底面１９Ａ）に面接触するように摺接することにより、ラップ部１５の歯先面１５Ａと相手方の鏡板１９との間を気密にシールすることができる。

そして、固定スクロール１３のラップ部１５と旋回スクロール１８のラップ部２０との間に画成された圧縮室２７は、旋回スクロール１８の旋回動作に伴って外径側から内径側に向け連続的に縮小する。これにより、圧縮機本体１１は、吸込ポート２８から吸込んだ外気を各圧縮室２７で順次圧縮し、吐出ポート２９から外部の貯留タンク２（図１参照）に向けて圧縮空気を吐出する。

ところで、このような圧縮運転を行う途中では、例えば図６に示すように、ラップ部２０のシール溝２２内に装着されたチップシール３０が相手方の鏡板１４（歯底面１４Ａ）に不均一な状態で片当たりすることがある。そして、このような片当たり状態で圧縮運転を長時間にわたり続けると、チップシール３０が偏摩耗してしまう。

また、圧縮運転時にチップシール３０が、図７に例示するように浮上不良な状態で相手方の歯底面１４Ａに摺接できずに、相手方の歯底面１４Ａとラップ部２０の歯先面２０Ａ（チップシール３０）との間から圧縮空気が漏洩するような状態が続くと、圧縮機本体１１の圧縮効率が低下し、圧縮空気の吐出量が減少するために連続運転時間が余分に長くなってしまう原因となる。

しかも、図７に例示した圧縮運転時の状態（チップシール３０の浮上不良な状態）では、相手方の歯底面１４Ａとチップシール３０との間を圧縮空気が流通（漏洩）し続けるため、チップシール３０の周囲温度が上昇し、熱変形や異常摩耗等を起こし易くなる。

そこで、本実施の形態では、このような問題を解消するために、コントローラ７を用いて電動モータ５（圧縮機本体１１）の運転制御を、図３に示す制御処理用のプログラムに沿って行い、連続運転によるチップシール３０の摩耗、損傷等を抑えるようにしている。

即ち、図３に示す処理動作がスタートすると、ステップ１で圧力センサ６から貯留タンク２内（圧縮空気）の圧力Ｐを読込む。そして、次のステップ２では、このときの圧力Ｐが圧縮機本体１１を起動すべき下限圧力Ｐ1 以下になっているか否かを判定する。ここで、ステップ２で「ＮＯ」と判定したときには、圧縮空気の圧力Ｐが十分に高いので、ステップ１に戻って電動モータ５を停止状態に保つ。

一方、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定したときには、圧縮空気の圧力Ｐが下限圧力Ｐ1 以下となっているので、次なるステップ３に移って電動モータ５を起動し、圧縮機本体１１の運転を開始する。そして、圧縮機本体１１の運転開始後には、次のステップ４に移ってタイマ７Ｂを作動させ、時間Ｔ（連続運転時間）の計測を始める。

次に、ステップ５では、再び圧縮空気の圧力Ｐを読込み、ステップ６に移って圧力Ｐが上限圧力Ｐ2 以上まで上昇しているか否かを判定する。そして、例えば図８に示す特性線３１のように、時点Ｔ1 で圧縮空気の圧力Ｐが上限圧力Ｐ2 に達したときには、ステップ６で「ＹＥＳ」と判定されるので、次なるステップ８に移って電動モータ５を止め、圧縮機本体１１の運転を停止させる。

そして、その後はステップ９に移って、タイマ７Ｂによる時間Ｔ（待機時間）の計測を開始し、次のステップ１０で時間Ｔが待機時間Ｔｗ以上に達したか否かを判定する。そして、ステップ１０で「ＮＯ」と判定する間は、待機時間Ｔｗが経過するのを待ち、「ＹＥＳ」と判定したときにステップ１に戻って、これ以降の処理を、例えば図８中の時点Ｔ1 〜Ｔ2 間のように繰返す。

一方、図８中の時点Ｔ2 で圧縮機本体１１の運転を開始した後に、例えばステップ６で「ＮＯ」と判定するときには、圧縮空気の圧力Ｐが上限圧力Ｐ2 に達していないので、ステップ７に移ってタイマ７Ｂで計測した時間Ｔが、連続運転の設定時間Ｔｓ以上となったか否かを判定する。そして、ステップ７で「ＮＯ」と判定する間は、ステップ５に戻り、これ以降の処理を繰返す。

しかし、ステップ７で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば図８に示す特性線３１のように、時点Ｔ2 〜Ｔ3 にわたって圧縮機本体１１が連続運転され、タイマ７Ｂで計測した時間Ｔが設定時間Ｔｓに達した場合であるから、この場合にはステップ８に移って電動モータ５を止め、圧縮機本体１１の運転を停止させる（図８中の時点Ｔ3 参照）。

次に、ステップ９ではタイマ７Ｂによる時間Ｔ（待機時間）の計測を開始し、次のステップ１０では、時間Ｔが待機時間Ｔｗ以上に達したか否かを判定する。そして、ステップ１０で「ＮＯ」と判定する間は、待機時間Ｔｗが経過するのを待ち、「ＹＥＳ」と判定したときにステップ１に戻る。

そして、この場合には再びステップ１で貯留タンク２内の圧力Ｐを読込み、次のステップ２で、圧力Ｐが再起動圧である下限圧力Ｐ1 以下に低下しているか否かを判定する。そして、ステップ２で「ＮＯ」と判定する間は、例えば図８の時点Ｔ3 〜Ｔ4 のように、待機時間Ｔｗの経過後にも圧力Ｐが下限圧力Ｐ1 よりも高い状態にあるので、ステップ１に戻って電動モータ５を停止状態に保つ。

次に、例えば図８中の時点Ｔ4 のように、貯留タンク２内の圧力Ｐが下限圧力Ｐ1 まで低下すると、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定するので、この場合には、次のステップ３に移って電動モータ５を起動し、圧縮機本体１１の運転を開始する。そして、圧縮機本体１１の運転開始後には、ステップ４以降の処理を続行し、例えば図８に示す時点Ｔ5 まで圧縮機本体１１の運転を続けるようにする。

また、圧縮機本体１１の別の運転時には、例えば図９に示す特性線３２のように、時点Ｔ11〜Ｔ13まで図８に示す特性線３１（時点Ｔ1 〜Ｔ3 ）の場合とほぼ同様に運転制御を行う。しかし、この場合には、時点Ｔ14に達する前で圧縮空気の圧力Ｐが下限圧力Ｐ1 よりも低下しても、図３に示す制御処理ではステップ１０の判定処理により、待機時間Ｔｗが経過するまでステップ１，２の処理に移行することはない。

このため、ステップ８で圧縮機本体１１を一旦は停止した後に、ステップ１０で待機時間Ｔｗが経過したと判定したときにステップ１に戻る。そして、ステップ１，２を経て圧縮空気の圧力Ｐが下限圧力Ｐ1 以下であると判定したたきには、例えば図９中の時点Ｔ14において、圧縮機本体１１の運転が再開（ステップ３）され、その後に時点Ｔ15で圧縮空気の圧力Ｐが上限圧力Ｐ2 以上になると、圧縮運転を停止（ステップ８）させるものである。

かくして、本実施の形態によれば、圧力センサ６で検出した圧力Ｐが下限圧力Ｐ1 以下になると電動モータ５を起動して圧縮運転を開始し、その後に圧縮空気の圧力Ｐが上限圧力Ｐ2 まで上昇すると電動モータ５（圧縮運転）を停止させ、貯留タンク２内に貯留した圧縮空気の圧力Ｐを、下限圧力Ｐ1 と上限圧力Ｐ2 の範囲内に維持できるようにしている。

また、このような圧縮機本体１１の圧力制御を行っている途中で、例えば図８に示す特性線３１のように、時点Ｔ2 〜Ｔ3 にわたって圧縮機本体１１が連続運転され、この連続運転による時間Ｔが設定時間Ｔｓに達したときには、圧力Ｐが上限圧力Ｐ2 未満の場合でも、この場合には時間制御により電動モータ５（圧縮機本体１１の運転）を一時的に停止させる構成としている。

これにより、設定時間Ｔｓ（例えば、２０分程度）を越えて圧縮機本体１１が連続運転されるのを抑えることができ、圧縮機本体１１の各圧縮室２７間をシールするチップシール３０が、図６に例示した片当たり状態となったまま、または、図７に例示した浮上不良な状態となったままで、圧縮運転が余分に長く続けられるのを防止することができる。

このように、圧縮機本体１１の連続運転による時間Ｔが、チップシール３０の耐久性等によって予め決められる設定時間Ｔｓに達するようなときには、電動モータ５による圧縮運転を停止させることができ、チップシール３０の摩耗、損傷を未然に防ぐことができる。

また、電動モータ５による圧縮運転を一旦停止させたときには、予め決められた待機時間Ｔｗが経過するまで電動モータ５（圧縮機本体１１）を停止し続ける構成としている。このため、圧縮機本体１１の運転停止後に各圧縮室２７内に残った圧縮空気を、例えば吸込ポート２８側から大気中に徐々に放出する残圧解除の時間を待機時間Ｔｗとして確保することができる。

また、この待機時間Ｔｗの間に各圧縮室２７内の温度低下も期待できるので、チップシール３０の周囲温度等も下げることができ、このようなチップシール３０をラップ部１５，２０のシール溝１７，２２内に、図４に示す如く安定した初期状態として納めることができる。

そして、その後に貯留タンク２内の圧力が再起動圧（下限圧力Ｐ1 ）以下となって圧縮運転を再開したときには、チップシール３０を図５に示すように圧縮空気によってシール溝２２内から浮上させ、相手方の歯底面１４Ａ，１９Ａに均一に面接触するように摺接させることができ、これによって、圧縮運転等を円滑に続行することができる。

従って、本実施の形態によれば、圧縮機本体１１の連続運転時間を設定時間Ｔｓの範囲内に制限することにより、ラップ部１５，２０のシール溝１７，２０内に装着したチップシール３０が偏摩耗したり、圧縮室２７内の高温に長い時間さらされたりするのを防ぐことができる。これにより、チップシール３０の摩耗、熱変形等を長期にわたって抑えることができ、製品としての耐久性、寿命、信頼性を向上することができる。

なお、前記実施の形態では、スクロール式の圧縮機本体１１を運転制御する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば窒素発生装置に用いるスクロール式の圧縮機を運転制御する場合等に適用してもよい。

また、前記実施の形態では、固定スクロール１３と旋回スクロール１８とからなるスクロール式の圧縮機本体１１を運転制御する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２つのスクロール部材間で複数の圧縮室を画成する構成とした種々の型式のスクロール式圧縮機にも適用できるものである。そして、スクロール式流体機械としては、空気、窒素等の圧縮機に限らず、例えば冷媒圧縮機または真空ポンプ等にも広く適用できるものである。

さらに、前記実施の形態では、固定スクロール１３と旋回スクロール１８のラップ部１５，２０に形成したシール溝１７，２２内に、チップシール３０をそれぞれ設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、ラップ部１５，２０のシール溝１７，２２のうちいずれか一方だけにチップシール３０を設け、他方のチップシールを省略する構成としてもよいものである。

本発明の実施の形態によるスクロール式圧縮機を示す全体構成図である。 圧縮機本体の具体的構成を示す縦断面図である。 コントローラによる圧縮機の運転制御処理を示す流れ図である。 シール溝内に装着したチップシールを圧縮運転の開始前の状態で拡大して示す断面図である。 チップシールがシール溝内から浮上した状態を示す図４と同様位置での断面図である。 チップシールが相手方の鏡板に片当たりした状態を示す断面図である。 チップシールがシール溝内で浮上不良になった状態を示す断面図である。 圧縮機の運転，停止制御の特性と、これに伴う圧縮空気の圧力変動状態とを示す特性線図である。 図８の場合とは異なる運転条件で行う圧縮機の運転，停止制御の特性と、これに伴う圧縮空気の圧力変動状態とを示す特性線図である。

符号の説明

１ 筐体
２ 貯留タンク
３ 吐出弁
４ 供給配管
５ 電動モータ（駆動源）
６ 圧力センサ
７ コントローラ（運転制御手段）
１１ 圧縮機本体
１２ ケーシング
１３ 固定スクロール（第１のスクロール部材）
１４，１９ 鏡板
１４Ａ，１９Ａ 歯底面
１５，２０ ラップ部
１５Ａ，２０Ａ 歯先面
１７，２２ シール溝
１８ 旋回スクロール（第２のスクロール部材）
２３ 回転軸
２６ 自転防止機構
２７ 圧縮室
２８ 吸込ポート
２９ 吐出ポート
３０ チップシール（シール部材）
Ｔｓ 設定時間
Ｔｗ 待機時間

Claims (2)

1. 鏡板に渦巻状のラップ部が立設された第１のスクロール部材と、該第１のスクロール部材に対向して設けられ鏡板に該第１のスクロール部材のラップ部と重なり合う渦巻状のラップ部が立設された第２のスクロール部材と、該第１，第２のスクロール部材のうち少なくとも一方のラップ部に設けられ当該ラップ部の歯先に沿って延びるシール溝と、該シール溝内に装着され相手方の鏡板に摺接するシール部材と、前記第１，第２のスクロール部材のうち少なくとも一方のスクロール部材を駆動する駆動源と、該駆動源の起動、停止を制御する運転制御手段とからなるスクロール式流体機械において、
   前記運転制御手段は、前記駆動源により前記スクロール部材を駆動したときの連続運転時間を計測する計時手段を備え、該計時手段により計測した連続運転時間が前記シール部材の摩耗または熱変形が抑えられるように予め決められた設定時間に達すると、前記駆動源の運転を一時的に停止させる構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 前記運転制御手段は、前記駆動源の運転停止後に予め決められた待機時間が経過し、かつ前記スクロール式流体機械の吐出側圧力が再起動圧以下となったときに前記駆動源の運転を再開する構成としてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。

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