JPH055268Y2

JPH055268Y2 -

Info

Publication number: JPH055268Y2
Application number: JP1987109950U
Authority: JP
Priority date: 1987-07-17
Filing date: 1987-07-17
Publication date: 1993-02-10
Anticipated expiration: 2002-07-17
Also published as: JPS6415791U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、空気や冷媒を圧縮するためのスクロ
ール式圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

一般に、この種のスクロール式圧縮機は、空気
タンク内圧力が所定圧力に達したときロード運転
を停止する断続運転方式と、空気タンク内圧力が
所定圧力に達した後もアンロード運転を継続する
連続運転方式とがあり、起動電流の大きな大型機
種、潤滑油を使用し油温を保持する必要のある油
冷式圧縮機等においては、後者の連続運転方式が
採用されている。

そして、後者の連続運転方式によるスクロール
式圧縮機として、従来例えばケーシングと、該ケ
ーシングに固着して設けられ、吸込口と吐出口を
有する固定スクロールと、前記ケーシングに回転
自在に設けられた駆動軸と、該駆動軸に設けら
れ、前記固定スクロールと重なり合つて旋回する
間に圧縮室を形成し、吸込口からの空気を圧縮し
て吐出口から吐出する旋回スクロールと、該旋回
スクロールに押圧力を与えるために、ケーシング
内の旋回スクロール背面側に形成される背圧室に
圧縮空気の一部を導びくため、該旋回スクロール
に穿設された背圧導入孔と、前記吸込口側に設け
られ、ロード運転時には外部からの空気の吸込み
を許し、アンロード運転時には空気の吸込みを阻
止し、吐出側の圧縮空気の一部が戻り空気として
吸込口に環流するのを許すアンロード弁とから構
成したものが知られている。

このように構成される圧縮機では、ロード運転
時にはアンロード弁から吸込口を介して吸込んだ
空気を旋回スクロールの旋回運動によつて連続的
に圧縮し、吐出口から空気タンク等に吐出する。
一方空気タンク内が所定圧力に達したときには、
圧力スイツチがこれを検出してアンロード弁と空
気タンクとの間に設けられる電磁弁を開弁し、該
アンロード弁の吸込側を閉塞して吸込口への外気
吸込みを阻止すると共に、吐出側からの圧縮空気
の一部を吸込口へ環流させ、背圧導入孔から背圧
室への背圧を維持した状態でアンロード運転を継
続する構成となつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、上記した従来技術によるものは、アン
ロード運転時にはアンロード弁を閉塞して吸込口
から外部空気を吸込むのを阻止してはいるもの
の、圧縮空気の一部を吸込口から圧縮室へと環流
させ、旋回スクロール背面側への背圧を所定圧力
に維持して押圧力を付与させると共に、圧縮室内
が極端な負圧となつて旋回スクロールが不安定挙
動を起すのを防止している。

この結果、吐出口側から吸込口を介して圧縮室
に環流する戻し空気量は実質的に吐出空気量とほ
ぼ等しい程度にしなくてはならず、アンロード運
転時にも消費電力はさほど軽減されないという問
題点がある。

本考案はこのような従来技術の問題点に鑑みな
されたもので、アンロード運転時には旋回スクロ
ールを開離させて、固定スクロールとの間に〓間
を発生させ、全圧縮室を連通状態とさせ、しかも
ロード運転開始時には旋回スクロールへの背圧を
一時的に高めて、圧縮運転の再開を早めることが
できるようにしたスクロール式圧縮機を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本考案が採用す
る構成の特徴は、ケーシングに形成される吸込口
にはロード運転時には気体の吸込みを許し、アン
ロード運転時には気体の吸込みを阻止して圧縮気
体の一部のみ流通を許すアンロード弁を設け、固
定スクロールには低位の中間圧縮室に開口する低
位中間圧孔を穿設すると共に高位の中間圧縮室に
開口する高位中間圧孔を穿設し、また前記ケーシ
ングには該ケーシング内の旋回スクロール背面側
に形成される背圧室に背圧を導びく背圧導入孔を
穿設し、かつロード運転時及びアンロード運転時
には前記低位中間圧孔と背圧導入孔との間を連通
し、アンロード運転からロード運転に切換わると
きは前記高位中間圧孔と背圧導入孔との間をタイ
マによる所定の設定時間だけ連通する切換弁を設
けたことにある。

〔作用〕

アンロード運転時にはアンロード弁閉塞後に圧
縮室内に戻す空気量を少なくし、また切換弁を介
して背圧室に導びく背圧を低位中間圧に保持して
旋回スクロールを開離させ、消費電力を節減す
る。アンロード運転からロード運転に移るときに
は、タイマによる所定の設定時間だけ切換弁を切
換えることによつて一時的に高位の中間圧を背圧
室に導びき、旋回スクロールに対する押圧力を高
めて早期にロード運転状態を安定させ、タイマに
よる設定時間が経過して当該ロード運転が安定し
た後は、再び切り換弁を切換えて低位の中間圧を
背圧として導びく。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を添付図面を参照しつ
つ、詳細に述べる。

即ち、図中１はケーシングで、該ケーシング１
は軸受部１Ａと後述の背圧室を形成する円筒部１
Ｂとから形成されている。２はケーシング１の円
筒部１Ｂの開口側に固着された固定スクロール
で、該固定スクロール２は鏡板２Ａと、該鏡板２
Ａに立設されたうず巻状のラツプ部２Ｂと、前記
円筒部１Ｂに固着されるフランジ部２Ｃと、から
なり、該ラツプ部２Ｂはインボリユートまたはイ
ンボリユートに近い曲線に形成されている。

３は固定スクロール２と同一軸線O₁に設けら
れた駆動軸で、該駆動軸３はケーシングの軸受部
１Ａに軸受４，４を介して回転自在に支持されて
いる。５は該駆動軸３先端のクランク３Ａに軸受
６を介して回転自在に支持された旋回スクロール
で、該旋回スクロール５の軸線O₂は駆動軸３の
軸線O₁に対して距離δだけ偏心するように設け
られている。ここで、旋回スクロール５は鏡板５
Ａと、該鏡板５Ａに立設されたうず巻状のラツプ
部５Ｂとからなり、該ラツプ部５Ｂはインボリユ
ートまたはインボリユートに近い曲線に形成され
ている。そして、ラツプ部５Ｂは固定スクロール
２のラツプ部２Ｂと所定角度ずらせて重なり合う
ように取付けられ、該各ラツプ部２Ｂ，５Ｂ間は
密閉空間となつて複数の圧縮室７，７を形成して
いる。

８は固定スクロール２の鏡板２Ａ中心位置に形
成された吐出口、９は旋回スクロール５のラツプ
部５Ｂの巻終り部近傍に対応する位置において固
定スクロール２の周壁に形成された吸込口、１０
は該吸込口９に接続されたアンロード弁を示す。
ここで、該アンロード弁１０は弁ケーシング１０
Ａと、該弁ケーシング１０Ａに形成された流入口
１０Ｂと、吸込口９と連通する流出口１０Ｃと、
前記弁ケーシング１０Ａ内に摺動可能に設けら
れ、常時は流入口１０Ｂと流出口１０Ｃとの間を
連通し、アンロード運転時には後述の電磁弁を介
して圧縮空気が供給されることにより流入口１０
Ｂを閉塞する弁体１０Ｄと、該弁体１０Ｄ内に穿
設され、アンロード運転時には極めて少量の圧縮
空気のみを吸込口９に連通せしめる絞り小孔１０
Ｅと、弁体１０Ｄの底面に形成される受圧室１０
Ｆとから構成されている。

１１は固定スクロール２の鏡板２Ａに穿設さ
れ、各圧縮室７のうち比較的低位（低圧）側の中
間圧縮室に開口する低位中間圧孔、１２は同じく
鏡板２Ａに穿設され、各圧縮室７のうち比較的高
位（高圧）側の中間圧縮室に開口する高位中間圧
孔を示し、これら各中間圧孔１１，１２は後述の
三方電磁弁を介して背圧室と連通されている。

１３はケーシング１の円筒部１Ｂと旋回スクロ
ール５の背面との間に形成された密閉空間からな
る背圧室、１４は該背圧室１３に背圧を導びくた
めに前記円筒部１Ｂに穿設された背圧導入孔で、
該背圧導入孔１４を介して前記各中間圧孔１１，
１２からの圧縮空気の一部を背圧室１３に導び
く。なお、１５は背圧室１３内に設けられた自転
防止機構としてのオルダム継手で、該オルダム継
手１５は駆動軸３を回転し旋回スクロール５を回
転する際、該旋回スクロール５を駆動軸３の軸線
O₁を中心として半径δをもつて公転するように
案内するものである。

次に、１６は吐出口８に接続された吐出配管を
示し、該吐出配管１６の途中には油分離器１７が
設けられ、該油分離器１７は吐出口８から吐出さ
れた油と圧縮空気の混合体から油を分離する。１
８は該油分離器１７で清浄となつた圧縮空気を貯
える空気タンクで、該空気タンク１８は止め弁１
９を介して空気機器（図示せず）と接続される。
２０は空気タンク１８に付設された圧力スイツチ
で、該圧力スイツチ２０は空気タンク１８内が所
定の高圧に達したとき上限圧信号を出力し、圧縮
空気の使用によつて所定の低圧に達したとき下限
圧信号を出力する。

また、２１は油分離器１７の流出口とアンロー
ド弁１０の受圧室１０Ｆとの間を接続する戻し配
管で、該戻し配管２１の途中には常閉の電磁弁２
２が設けられている。ここで、電磁弁２２は圧力
スイツチ２０から上限圧信号が出力されてから下
限圧信号が出力されるまでの間、即ちアンロード
弁運転中励磁され、開弁するものである。

一方、２３は三方電磁弁で、該電磁弁２３の各
ポートは背圧供給配管２４，２５，２６を介して
低位中間圧孔１１、高位中間圧孔１２、背圧導入
孔１４とそれぞれ接続されている。そして、この
三方電磁弁２３は、通常のロード運転又はアンロ
ード運転時は背圧供給配管２４，２６間を連通し
て低位中間圧孔１１からの低位中間圧を背圧室１
３に導入し、後述のタイマからタイマ信号が入力
されている間のみ励磁されて背圧供給配管２５，
２６間を連通し、高位中間圧を背圧室１３に導入
する。

さらに、２７はタイマを示し、該タイマ２７は
圧力スイツチ２０から下限圧信号が出力された
時、所定の設定時間だけタイマ信号を三方電磁弁
２３に出力して、該電磁弁２３を励磁するもので
ある。ここで、タイマ２７による設定時間はアン
ロード運転からロード運転に切換つたとき、背圧
室１３に所定の背圧が導びかれ、旋回スクロール
５が安定的に旋回運動を行なうまでの時間として
設定される。

本実施例はこのように構成されるが、次にその
作動について述べる。

まず、空気タンク１８内が低圧状態にあるとき
には、圧力スイツチ２０からは何らの信号も出力
されず、電磁弁２２は閉弁していると共に、三方
電磁弁２３は背圧供給配管２４，２６間を連通し
ている。

前述した状態で、圧縮機を起動すべく、モータ
（図示せず）を回転すると、その回転は駆動軸３、
軸受６を介して旋回スクロール５に伝えられ、該
旋回スクロール５は固定スクロール２に対して軸
線O₁を中心として相対的な円運動を行なう。こ
の際、吸込口９に設けられたアンロード弁１０の
受圧室１０Ｆには何らの圧力も作用していないか
ら、その弁体１０Ｄはその自重、及び該弁体１０
Ｄに作用する流入口１０Ｂと流出口１０Ｃとの間
の圧力差（旋回スクロール５が旋回すると吸込口
側が負圧になろうとする）によつて開弁する。こ
のため、吸込口９からの空気は圧縮室７に吸込ま
れる。そして、吸込まれた空気は旋回スクロール
５が旋回する間に徐々に圧縮され、所定の圧力に
高められた後吐出口８から吐出される。また、圧
縮室７のうち比較的低位側の圧縮空気の一部は低
位側中間圧孔１１、三方電磁弁２３、背圧導入孔
１４を介して背圧室１３内に供給され、旋回スク
ロール５の背面側に押圧力を作用させ、各スクロ
ール２，５間のシールを行ない、ロード運転を行
なう。

そして、吐出口８から吐出された油と圧縮空気
の混合体は油分離器１７によつて油分の除去が行
なわれ、清浄な空気は空気タンク１８に貯えら
れ、空気機器に供給される。なお、分離された油
は油配管（図示せず）を介してケーシング１内に
供給され、各部の潤滑、シール、冷却を行なう。

さて、空気タンク１８内が所定の高圧に達する
と、圧力スイツチ２０から上限圧信号が出力さ
れ、ロード運転からアンロード運転に移る。即
ち、前記圧力スイツチ２０から上限圧信号が出力
されると、電磁弁２２が励磁されて開弁し、油分
離器１７の流出側圧力を戻し配管２１、電磁弁２
２を介してアンロード弁１０の受圧室１０Ｆに導
びく。これにより、アンロード弁１０の弁体１０
Ｄはその底面に作用する圧力で上方に変位して流
入口１０Ｂを閉塞し、流出口１０Ｃ側へは該弁体
１０Ｄに形成された絞り小孔１０Ｅを介して戻し
配管２１から環流する戻し空気がわずかに流通す
るのみである。

この結果、吸込口９からのわずかな戻し空気は
各圧縮室７内を中心側へと吸込まれ、吸込口９近
傍や外周側の圧縮室ほど負圧状態となる。このた
め、背圧室１３内の背圧は背圧導入孔１４、三方
電磁弁２３、低位中間圧孔１１を介して低位側の
圧縮室へと吸引され、旋回スクロール５に背圧が
作用しなくなる。一方、各圧縮室７のうち中心側
の圧縮室は圧縮作用によつて吸込んだ空気を圧縮
していると共に、最内周側の圧縮室には吐出配管
１６を介して油分離器１７内の圧力が作用してい
る。

かくして、旋回スクロール５には中心側に位置
する圧縮室７内の圧力によつて開離力が作用し、
一方背圧室１３内の背圧は低下して押圧力は殆ん
ど作用しないから、該旋回スクロール５は浮き上
つて、全圧縮室７を連通状態とし、確実にアンロ
ード運転が行なわれる。従つて、アンロード運転
時の消費電力を著るしく軽減することができる。

次に、空気タンク１８内の圧縮空気の消費によ
つて所定の下限圧力になると、圧力スイツチ２０
から下限圧信号が出力され、再びロード運転に切
換わる。即ち、圧力スイツチ２０から下限圧信号
が出力されると電磁弁２２が消磁して、該電磁弁
２２を閉弁し、アンロード弁１０の弁体１０Ｄを
再び開弁状態となし、流入口１０Ｂと流出口１０
Ｃを連通し、空気の自由な吸込みを許す。

一方、圧力スイツチ２０からの下限圧信号がタ
イマ２７に入力されると、該タイマ２７から三方
電磁弁２３にタイマ信号が出力され、該三方電磁
弁２３を励磁して高位中間圧孔１２と背圧導入孔
１４との間を連通する。この結果、旋回スクロー
ル５の旋回運動に伴つて、高圧側の中間圧縮室７
で若干加圧された圧縮空気は、高位中間圧孔１
２、三方電磁弁２３、背圧導入孔１４を介して背
圧室１３に導びかれる。この際、各圧縮室７は中
心に向うほど圧縮作用が行なわれているから、ロ
ード運転開始直後でも、高位中間圧孔１２から比
較的高圧が得られ、背圧室１３内は早期に背圧が
導入され、旋回スクロール５に対する押圧力を高
め、該旋回スクロール５を早期に安定化させるこ
とができる。そして、タイマ２７に設定された所
定時間後に、該タイマ２７からのタイマ信号の出
力が停止し、三方電磁弁２３は再び消磁して低位
中間圧孔１１と背圧導入孔１４とが連通し、正常
のロード運転に切換えられる。

なお、実施例では油分離器１７を有する油冷式
圧縮機を例示したが、無給油式圧縮機に適用して
もよい。

〔考案の効果〕

本考案に係るスクロール式圧縮機は以上詳細に
述べた如くであつて、アンロード運転時は旋回ス
クロールを確実に開離させ、またロード運転開始
時にはタイマによる所定の設定時間だけ各圧縮室
のうち高位中間圧室内の高圧な中間圧を背圧室に
導入する構成としたから、アンロード運転時の省
電力化を図ることができ、しかもアンロード運転
からロード運転へ切換えるときは、タイマによる
所定の設定時間に基づき、旋回スクロールの旋回
運動を早期に安定化し、連続運転方式による自動
アンロード運転機構として極めて有効であり、特
に大型機種に適用して好適である。

【図面の簡単な説明】

図は本実施例によるスクロール式圧縮機の全体
構成図である。１……ケーシング、２……固定スクロール、３
……駆動軸、５……旋回スクロール、７……圧縮
室、８……吐出口、９……吸込口、１０……アン
ロード弁、１１……低位中間圧孔、１２……高位
中間圧孔、１３……背圧室、１４……背圧導入
孔、１６……吐出配管、１７……油分離器、１８
……空気タンク、２０……圧力スイツチ、２１…
…戻し配管、２２……電磁弁、２３……三方電磁
弁、２４，２５，２６……背圧供給配管、２７…
…タイマ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ケーシングと、該ケーシングに固着して設けら
れ、吸込口と吐出口を有する固定スクロールと、
前記ケーシングに回転自在に設けられた駆動軸
と、該駆動軸に設けられ、前記固定スクロールと
重なり合つて旋回する間に圧縮室を形成し、吸込
口からの気体を圧縮して吐出口から吐出する旋回
スクロールとからなるスクロール式圧縮機におい
て、前記吸込口にはロード運転時には気体の吸込
みを許し、アンロード運転時には気体の吸込みを
阻止して圧縮気体の一部のみ流通を許すアンロー
ド弁を設け、前記固定スクロールには低位の中間
圧縮室に開口する低位中間圧孔を穿設すると共に
高位の中間圧縮室に開口する高位中間圧孔を穿設
し、また前記ケーシングには該ケーシング内の旋
回スクロール背面側に形成される背圧室に背圧を
導びく背圧導入孔を穿設し、かつロード運転時及
びアンロード運転時には前記低位中間圧孔と背圧
導入孔との間を連通し、アンロード運転からロー
ド運転に切換わるときは前記高位中間圧孔と背圧
導入孔との間をタイマによる所定の設定時間だけ
連通する切換弁を設けたことを特徴とするスクロ
ール式圧縮機。